英飛凌發布新一代PSOC? Edge，加速邊緣AI落地發展
2024-06-22 12:20:05 Nancy，EETOP物聯網是當下最熱門的技術之一。6月12日，在英飛凌舉辦的“物聯網與邊緣人工智能媒體溝通會”上，英飛凌科技股份公司物聯網、計算及無線事業線執行副總裁Sam Geha分享說：“當前，每秒大約有127臺設備首次接入互聯網。到2027年，物聯網設備預計將達到430億臺，這一數字在2022年為300億臺?！?/span>
Sam Geha，英飛凌科技股份公司物聯網、計算及無線事業線執行副總裁
不過，不斷壯大的物聯網，也正面臨著諸多挑戰。網絡安全和數據隱私便是繞不過的關鍵難題。據統計，2022年，全球物聯網惡意攻擊共計發生1.12億件。隨著聯網設備的不斷增加，數據量呈爆炸式增長態勢。由于許多應用程序都是在物聯網中構建的，因此數據存儲和數據處理分析是物聯網發展的關鍵之一。
創建智能、互聯的世界，物聯網設備需要在邊緣進行大量處理。它通過解決云計算依賴性、安全性和帶寬等關鍵問題，使物聯網應用更加高效和可靠。Sam Geha表示：“Edge AI是物聯網及更廣泛領域的關鍵推動因素，它增強了物聯網的能力，能確保網絡、計算和能源資源的優化使用，是物聯網發展所不可或缺的技術?！?/span>
英飛凌是物聯網領域的半導體領導者。據介紹，英飛凌將用PSOCTM Edge技術，將眾多面向未來的微控制器產品整合到PSOCTM品牌旗下，助力打造新一代可靠的ML Edge設備，繼續提升英飛凌在物聯網領域的地位。在未來一年里，英飛凌將重磅推出的三個全新的PSOCTM微控制器系列：PSOCTM Edge、PSOCTM Control和PSOCTM Connect。其中，PSOCTM Edge是支持機器學習增強HMI能力的MCU，PSOCTM Control是用于電機控制盒能源轉換的PSOCTM Control微控制器，PSOCTM Connect則是具有先進無線連接功能的可擴展MCU。
下一代物聯網邊緣設備要求在不影響功耗的情況下繼續提高性能。下面，我們將通過了解PSOCTM Edge這款產品，來詳細看看，英飛凌是如何利用機器學習功能來實現實時響應式AI，同時還平衡了性能與功耗的要求。
PSOCTM Edge微控制器
PSOCTM Edge是基于高性能的Arm? Cortex?-M55內核，支持Arm? HeliumTM DSP指令集的微控制處理器。它不僅有自研的加速器，同時還采用了Arm? EthosTM-U55神經網絡處理器，以及Cortex?-M33內核搭配英飛凌超低功耗NNLite（一種用于加速神經網絡的專有硬件加速器）。其中U55的性能更強，而NNlite的功耗則更低，可方便用戶在不同的場景下使用。此外，該MCU具備強大的硬件安全功能和各種連接外設選項，包括內置PHY的USB HS/FS、CAN總線、以太網，支持與Wi-Fi? 6、BT/BLE的連接和Matter協議等，且支持通過語音/音頻感應來實現激活和控制。此外，在存儲領域，PSOCTM Edge包含了RRAM和SRAM的兩種存儲技術，可滿足不同應用場景對存儲的資源需求。
梁家威，英飛凌科技股份公司大中華區消費、計算與通信業務首席工程師
事實上，Edge M55+U55識別的能力，其實早在十多年前就已經存在通過電腦學習識別和分類物品的功能和探索中。不過，英飛凌科技股份公司大中華區消費、計算與通信業務首席工程師梁家威介紹說：“傳統CPU處理數據的模式主要是以單線的方式進行處理，做不到或者需要很大運算量才能實現的功能。而搭載有U55這種NPU架構的微處理器，可以并行的把大量的數據快速地去處理，非常更適合去完成今天這種神經網絡運算的功能。”
據介紹，PSOCтм Edge本身具備信息處理能力，可以通過神經網絡學習和機器學習進行相應識別?；?/span>PSOCтм Edge架構下的400MHz主頻，僅需要40多毫秒就能完成識別，可以滿足人們日常應用體驗的要求。
雖然應用處理器可以提供更強的計算能力，但是隨之帶來的就是高功耗。Sam Geha介紹說：“我們在打造PSOCтм Edge平臺的時候，在追求性能的同時也考慮到功耗的平衡。我們在低功耗方面做了很多特殊的考量，這也是該產品與其它應用處理器最大的區別之一。”
據介紹，PSOCтм Edge特殊考量的差異化設計，在很多方面都有體現。如芯片中設計了“always-on”的電源域，它有低功耗場景可以使用的外設，支持系統在進入待機模式時仍然可以工作，包括超低功耗下的可編程模擬子系統等。此外，有一部分串口，也可以在低功耗模式下繼續工作。也正是基于它在待機功耗方面的突出能力，因此可以被設計在一些傳感器的節點上，也更適合工作于一些設備經常處于待機狀態，只是當發生一些外部的特殊事件才需要被喚醒去工作的場景下。
PSOCтм Edge的目標使用場景包括可穿戴設備、智能家居、安全系統、HMI應用等。Sam Geha分享說：“我們預計會很快順利完成最終的可靠性驗證，并投向市場。不過，本次推出的PSOCтм Edge MCU產品只是該系列的開始。以后會根據不同的使用場景需求，以及對于不同成本的接受程度，推出系列化的產品。后續推出的產品還會具有支持視頻以及更多傳感器的接口。所以這也是在系統級別通過集成來降低周邊器件的成本。”
結束語
英飛凌是物聯網領域的半導體領導者。英飛凌之所以能在物聯網中脫穎而出，Sam Geha認為，這離不開四大成功因素：生態系統開發、從產品到系統的創新、專注于微控制器/連接和安全的解決方案，以及更廣闊的市場。
其實早在2002年， PSOCTM系列微控制器就已經面世。此后，在物聯網領域，英飛凌便一步步布局其物聯網市場。2016年，收購了博通的無線業務，為物聯網產品組合增添了先進的功能。2020年，收購了賽普拉斯，整合XMCTM和PSOCTM產品組合，推出了工業解決方案。未來，英飛凌將眾多面向未來的微控制器產品整合到PSOCTM品牌旗下，繼續提升其在物聯網領域的地位。
