物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展帶我們走進(jìn)了云計算時代，但在云計算過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，無形會影響到物與物連接的響應(yīng)速度，以及數(shù)據(jù)的安全性等眾多的問題。而邊緣計算的出現(xiàn)很好的解決了一些問題，它在網(wǎng)絡(luò)的邊緣產(chǎn)生、處理、分析數(shù)據(jù)，再到云端。而隨著數(shù)字化智能時代的到來，在AI算法的加持下，萬物互聯(lián)又升級到一個新的高度，“智能邊緣”是將邊緣計算與人工智能相結(jié)合，直接在邊緣設(shè)備上運行AI算法。一般由內(nèi)置的微處理器和傳感器組成，可有效降低延遲率并提高網(wǎng)絡(luò)帶寬。針對智能邊緣，ADI始終致力于在現(xiàn)實世界與數(shù)字世界之間架起橋梁，以實現(xiàn)智能邊緣領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新。ADI提供結(jié)合模擬、數(shù)字和軟件技術(shù)的解決方案，推動數(shù)字化工廠、汽車和數(shù)字醫(yī)療等領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。近日ADI舉辦了“激活邊緣智能 · ADI MCU媒體溝通會”，ADI MCU產(chǎn)品線資深業(yè)務(wù)經(jīng)理李勇、ADI中國技術(shù)支持中心高級工程師辛毅出席了溝通會。無處不在的MCU微控制器MCU無處不在，以消費類、工業(yè)、醫(yī)療、汽車領(lǐng)域為例，微控制器涉及到傳感器管理、數(shù)據(jù)采集、邏輯控制、算法、安全認(rèn)證、數(shù)據(jù)通訊和電源管理等方方面面，起到了中樞神經(jīng)的作用。在萬物智能、萬物互聯(lián)的今天，MCU的作用更是顯而易見，以一臺智能洗衣機為例，可通過機內(nèi)的傳感器向MCU發(fā)送水量和電量的使用數(shù)據(jù)情況，并且可以將信息發(fā)送到用戶的手機上。

ADI在MCU領(lǐng)域耕耘多年，自1995起，出貨量已經(jīng)超過了10億片，ADI不同類型不同特色的MCU已遍布世界每個角落，例如其低功耗MCU、安全MCU，特別是2020年之后，ADI在傳統(tǒng)MCU的技術(shù)上開拓創(chuàng)新了嶄新的邊緣AI MCU，從而可以在電池供電設(shè)備中輕松實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)人工智能，成為ADI微控制器系列上的一個跨時代的里程碑。ADI MCU特色之所以ADI MCU在市場上有如此高的占有率，離不開其產(chǎn)品的六大特色：功耗低、接口優(yōu)、通訊新、評估全、開發(fā)易、安全強等。辛毅解釋說，低功耗方面，體現(xiàn)在其具備靈活的操作模式和超低功耗，可以大大提升電池壽命，延長系統(tǒng)續(xù)航時間；在接口方面，具備高速安全的多時鐘選項，可以優(yōu)化程序性能；在通訊方面，部分產(chǎn)品集成最新的低功耗藍(lán)牙（BLE）模塊，支持遠(yuǎn)程模式和BLE音頻等特色，從而允許設(shè)備在更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)進(jìn)行通信；一般而言，針對MCU應(yīng)用，僅有芯片是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要各種支持資源以幫助用戶進(jìn)行開發(fā)。ADI針對大多數(shù)產(chǎn)品提供完備的評估方案和開發(fā)示例，硬件包括評估板、演示套件等；軟件包括SDK、庫文件、驅(qū)動代碼，從而助力用戶全面了解產(chǎn)品性能、加速產(chǎn)品開發(fā)；在物聯(lián)網(wǎng)時代安全是一項重要的功能，ADI具備30余年的MCU的IP保護(hù)和信任根研發(fā)經(jīng)驗，從而極大增強系統(tǒng)安全性，幫助安全敏感型的設(shè)備制造商快速、高效地為其產(chǎn)品增加安全加密、密鑰存儲和防篡改功能。

為什么是邊緣AI隨后，辛毅拋出了今天的重點話題“ADI邊緣AI微控制器：助力物聯(lián)實踐”。AI大家并不陌生，簡單的講就是人工智能，可以讓機器具有類似人類大腦一樣的智慧。被廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、汽車、消費類等各個領(lǐng)域，并隨著智能終端的發(fā)展和我們的生活聯(lián)系的越來越緊密。下面幾個案例告訴我們AI究竟有什么作用？例如，護(hù)林員的智能AI相機可以拍到兇猛怪獸的入侵，并將高分辨率的照片通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到報警系統(tǒng)，從而保障護(hù)林員的人身安全。再比如，工業(yè)AI機器人可以感知到如果有工人出現(xiàn)在機器臂的操作區(qū)域，從而立即停機以防止誤傷。總之，AI設(shè)備可以“看到”“聽到”或者是“感知到”某個物體、聲音或者是事件，并且像人類一樣做出相應(yīng)的行動。談到這里，可能會有人反駁，以傳統(tǒng)的軟件方法，使用經(jīng)典的信號處理也是可以實現(xiàn)某些功能的？那AI有什么優(yōu)勢呢？辛毅告訴大家，傳統(tǒng)的軟件需要各種編程來判別事物的特征，而大量的例外情況也會給傳統(tǒng)軟件技術(shù)帶來巨大的困難，從而不夠精準(zhǔn)。但AI技術(shù)可以不斷的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，進(jìn)而從多角度提取事物的特征。物聯(lián)網(wǎng)會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)處理需求，毫不夸張的講，也只有AI強大的計算能力才能夠勝任。但在IoT技術(shù)與AI技術(shù)深度融合的過程中又會出現(xiàn)一定的矛盾和挑戰(zhàn)。比如，支持AI的設(shè)備必然需要進(jìn)行大量的矩陣運算，這就意味著需要大量的存儲空間、強大的計算能力、高速的數(shù)據(jù)交互，且成本高，往往只有部署在云端的大型服務(wù)器才能夠勝任這一工作。然而，IoT是物與物之間的互連，多數(shù)設(shè)備是需要電池供電，并且數(shù)據(jù)在物與物之間的流通并不能完全依賴于云端，因此物聯(lián)網(wǎng)通常意味著低成本和低功耗。為解決這一痛點，ADI引入一種新技術(shù)--邊緣AI。對比云端AI的優(yōu)勢邊緣AI技術(shù)相對于云端AI技術(shù)而言，在靠近用戶本地的終端網(wǎng)絡(luò)邊緣執(zhí)行AI運算，而不是將數(shù)據(jù)集中在云或數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。與云端AI相比，由于不需要將數(shù)據(jù)上傳至云端，邊緣AI具備實時性好、帶寬資源要求低、隱私性高等特點，特別適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。和云端AI相同，邊緣AI也具備AI的共性特征。有數(shù)據(jù)報告，預(yù)計2025年將有75%的數(shù)據(jù)產(chǎn)生在邊緣側(cè)進(jìn)行處理，這就為邊緣AI技術(shù)帶來了更大的機會。另外，在一些網(wǎng)強信號差的環(huán)境下，如森林火災(zāi)監(jiān)測，公路、鐵路或者是大壩塌方監(jiān)測等，通過邊緣AI的自主智能識別，在緊急情況發(fā)生時只需設(shè)備發(fā)送的一條短信就可以快速實現(xiàn)報警的功能，從而避免更嚴(yán)重的災(zāi)害發(fā)生。邊緣AI通常需要使用電池供電，因此在系統(tǒng)功耗、計算速度和設(shè)備成本之間取得了很好的平衡。往往機遇就是挑戰(zhàn)，為了解決這些難題，ADI的邊緣AI解決方案MAX7800X系列應(yīng)運而生。雙核MCU+CNN協(xié)同打造精品MAX7800X辛毅分享，MAX7800X系列產(chǎn)品具備特殊的架構(gòu)，由兩個微控制器內(nèi)核（ARM Cortex M4F和RISC-V）與一個卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）加速器構(gòu)成。兩部分各有分工，微控制器內(nèi)核只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的加載和啟動，僅以電池就可以給整個系統(tǒng)供電，從而實現(xiàn)更低的功耗。而AI推理由卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器專門負(fù)責(zé)，無需通過互聯(lián)網(wǎng)上傳。針對兩個微制器的配置，ADI MCU產(chǎn)品線資深業(yè)務(wù)經(jīng)理李勇表示，M4F主要負(fù)責(zé)一些應(yīng)用和通信，而RISC-V則是一顆小內(nèi)核，采用32位精簡指令集，主要配合CNN的工作。由于CNN工作時需要輸入一些原始數(shù)據(jù)，比如圖片、聲音、波形等數(shù)據(jù)通過通信接口或者圖像camera接口輸入進(jìn)來后，會由RISC-V內(nèi)核將這些數(shù)據(jù)搬運至存儲空間。CNN經(jīng)過硬件計算，將原始的數(shù)據(jù)通過矩陣的乘法和加法得到一些特征值，再放到內(nèi)存來進(jìn)行比對。而對于為什么要集成CNN？李勇也坦白的說是因為功耗。如果用Cortex-M7來運算CNN算法，MCU需要長時間全力運行，功耗較高，但如果面向一個監(jiān)控設(shè)備的話，在集成了CNN后就可以很快計算出來，之后就可以進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

此架構(gòu)所帶來的優(yōu)勢使得MAX7800X方案具備更高的數(shù)據(jù)吞吐量，速度提高了100倍，但是成本僅僅是FPGA或GPU解決方案的零頭。相比于微控制器加上DSP的方案，ADI方案的功耗不足該方案的百分之一。因此，ADI方案可以在功耗、速度、成本三個方面達(dá)成最優(yōu)的平衡，加上其小尺寸的優(yōu)勢，是邊緣AI應(yīng)用的理想產(chǎn)品，辛毅表示。

目前MA7800X系列擁有兩個型號-MAX78000和MAX78002，MAX78000可支持多達(dá)3.5M的模型權(quán)重，MAX78002則支持多達(dá)16M的模型權(quán)重。后者不僅可以做到圖像的識別，還可以進(jìn)行復(fù)雜的視頻分析?？偨Y(jié)來講，ADI的邊緣AI解決方案具備速度快、無需外部存儲、時鐘控制靈活和超低功耗等四大特色，因此非常適用于需要使用電池供電、需要及時決策的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。為方便開發(fā)人員輕松上手，ADI推出了許多支持資源，包括數(shù)據(jù)手冊、應(yīng)用筆記、評估套件、參考設(shè)計、教學(xué)視頻、工具、例程，幫助用戶基于MAX7800X系列進(jìn)行進(jìn)一步的AI研發(fā)。用戶可以在ADI官網(wǎng)上或者GitHub上找到這些資源。得益于以上優(yōu)勢，MAX7800X系列產(chǎn)品深受市場歡迎，也在國際上獲得眾多知名獎項。

辛毅也分享了MAX7800X系列一些案例，如應(yīng)用在人臉識別上，可以設(shè)計考勤打卡、智能門鎖方案。在物品識別上，可以做垃圾分類、產(chǎn)品分裝、快遞分揀方案。此外MAX7800X系列還支持關(guān)鍵字識別，識別出用戶的語音指示來進(jìn)行操作，可以用在一些語音控制的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上。最后，李勇強調(diào)，ADI非常重視中國市場，在中國有很大的服務(wù)支持團(tuán)隊與本地客戶緊密配合，另外ADI也有專門的中國產(chǎn)品事業(yè)部，會針對本地市場需求調(diào)研、定義、研發(fā)、銷售和運營產(chǎn)品，并逐步完善本地供應(yīng)鏈與生產(chǎn)合作體系。