NPU

  • 新的机器学习功能让网络边缘设备可以运行计算机视觉、音频处理、声音分析以及更多的消费级和工业级应用

  • STM32N6 MCU系列是 STM32产品家族中算力最强的微控制器,也是首款采用意法半导体自研的嵌入式推理专用Neural-ART Accelerator™ NPU的产品

  • 软件配合工具生态系统,不断降低开发人员利用AI加速性能开发实时操作系统应用的门槛

服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体 (STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM) 推出了首个集成机器学习 (ML) 加速器的新系列微控制器,让嵌入式人工智能 (AI) 真正地发挥作用,让注重成本和功耗的消费电子和工业产品能够运行计算机视觉、音频处理、声音分析等算法,提供以往小型嵌入式系统无法实现的高性能的功能。

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STM32N6系列微控制器 (MCU)是意法半导体迄今为止处理性能最强的产品,也是首款嵌入意法半导体自研神经网络处理单元 (NPU) Neural-ART Accelerator的微控制器,机器学习处理性能是STM32 MCU现有高端产品的600 倍。从2023 年 10 月开始,STM32N6向指定客户供货,现已准备好在大众市场上铺货。

意法半导体微控制器、数字 IC 射频产品部 (MDRF) 总裁 Remi El-Ouazzane 表示:“微型边缘设备市场将迎来一场巨变,越来越多的设备采用 AI 模型来提高主控制器的性能或接替主控制器的工作。这些模型目前用于分割、分类和识别等任务,未来将进入尚未开发的新应用领域。STM32N6 是首款采用意法半导体自研的Neural-ART Accelerator NPU 的 STM32 产品,我们自主开发的AI 软件生态系统包的最新版本将支持STM32N6,这是带有AI 硬件加速器的 STM32的漫长发展之路的开端,它将实现任何其他嵌入式处理解决方案都无法实现的应用产品创新。”

Yole Group存储器和计算部首席分析师 Tom Hackenberg 表示: “以前人们普遍认为AI 就是一个大数据中心,是一种非常耗电的应用。现在,这种观点再也站不住脚了。今天的物联网边缘应用迫切需要 AI的分析能力,整合微控制器的高能效处理能力与 AI 分析能力是一个新趋势,STM32N6 是代表这种趋势的一个很好的例子,能够处理计算机视觉和大量传感器驱动的应用,同时让用户产品具备低功耗和低成本。” (1)

抢鲜使用STM32N6的客户评价

LG 是一家跨国公司,以电子产品、化学品和电信产品而闻名遐迩,主营产品包括智能手机、家用电器和电视。

“STM32N6的 AI处理性能和灵活性非常出色,紧凑的封装非常适合嵌入式系统和穿戴设备。具有突破性的 Neural-ART Accelerator让这款微控制器的推理速度超出了我们的预期,同时 ST 的开发者友好型软件工具让我们能够将AI 模型无缝集成到 MCU 内。”

——Yehan AhnLG 电子 CTO 部门研发任务负责人

联想研究院是联想的创新和研究部门,专注于开发人工智能、大数据、云计算和智能设备等尖端技术和解决方案。

“我们在实验室对ST 的最新微控制器 STM32N6进行了严苛测评,注意到这款产品的神经网络处理性能和能效都非常出色。这款微控制器代表着一个新时代的开始,加快了我们的 ‘万物人工智能’边缘技术的研究。”

——川野诚一,联想研究院首席研究员

阿尔派是一家生产电子设备、汽车信息娱乐系统和通信设备的跨国公司。

“STM32N6新系列微控制器非常适用于我们的骑行装备创新产品。Neural-ART Accelerator的速度和能效,加上广泛的外围设备可扩展性,让我们能够开发可以执行许多基于传感器的 AI 推理的紧凑型设备,并提供多样化和更好的用户体验。”

——FuchsAlps Alpine高级项目负责人

Carlo Gavazzi 为全球建筑和工业自动化市场设计和制造电子控制组件。

“STM32N6 是我们最新传感器项目中一个缺失的元件。在看到Neural-ART Accelerator后,我们想到,可以用 AI 来解决一些在概念化阶段不可能解决的挑战。这款产品还有许多其他强大的功能,包括 MIPI-CSI Raw12 接口和 Arm Cortex-M55 内核,这两个功能配合可以提供其他值得信赖的品牌无法提供的摄像头功能和响应时间。这项最新的高质量技术对于我们开发未来的高性能工业传感器至关重要。”

——Allan Skou ThomsenCarlo Gavazzi 研发项目负责人

莫界 (Meta-bounds) 是消费级 AR 眼镜行业一家前沿的创新公司。

“STM32N6 具有高性能、高能效和先进功能,是一款非常适合我们产品的突破性微控制器。嵌入式 Neural-ART Accelerator、增强型摄像头接口和专用图像信号处理器 (ISP)让我们能够为市场带来重量轻、尺寸紧凑、功能吸引人的产品,提升用户体验的同时还不影响电池续航时间。意法半导体的技术支持让我们的开发过程非常顺利,对于像我们这样希望通过尖端 AI 和图形功能来增强可穿戴技术价值的公司来说,这是非常重要的。”

——周兴博士,Meta-bounds 创始合伙人

Autotrak为汽车市场提供一流的车队管理和失窃车辆追回解决方案。

“在南非的卡车运输行业,约 60% 的致命事故归咎于司机疲劳驾驶。STM32N6可以改变这些数字。通过在车辆内实现快速高效的 AI 推理,我们可以向驾驶员发出实时声音警告,预防事故,挽救生命。”

——Gavin LeaskAutotrak 工程总监

STM32N6为人工智能开发提供技术特性和支持

  • 机器学习处理性能是高端 STM32 MCU的600 倍:ST 的 Neural-ART Accelerator包含近 300 个可配置的乘法累加单元,运算速度高达每秒600 千兆次运算 (GOPS)。

  • 当今算力最强的 STM32:STM32N6搭载一颗 800 MHz Arm® Cortex®-M55 内核,CoreMark测试成绩达到前所未有的 3,360分。这款 MCU 还提供没有 Neural-ART 加速器的版本,适用于需要 STM32N6 的所有性能、接口和功能,但无需集成高级 AI 算法的应用。

  • 4.2 MB RAM,STM32 上存储容量最大的 RAM:为支持数据密集型 AI 和多媒体处理提供充裕的存储空间。两个 64 位 AXI 接口为维持最高计算速率和释放 Neural-ART Accelerator的全部功能提供高带宽。

  • 首次出现在 MCU 上的ST 先进图像信号处理器 (ISP):STM32N6 集成了一个可以直接处理图像信号的 ISP单元,准许应用使用简单且经济实惠的图像传感器。可使用 ST 的免费 ISP IQTune 软件 (STM32-ISP-IQTune) 配置ISP。该软件是一款先进工具,允许自定义曝光时间、对比度或色彩平衡等图像信号处理参数。

  • 意法半导体的Edge AI Suite套件:为开发边缘机器学习应用提供全套软件工具,包括导入开发者自己开发的TensorFlow Lite、Keras、ONNX等格式的模型

  • 新系列微控制器现支持的AI 模型库越来越大,为各种应用带来更强的性能和多功能性。用户可以探索不断扩展的 AI 模型库,提升项目质量,取得更好的成果,缩短上市时间。

更多技术详情请访问 www.st.com/STM32N6

* STM32 意法半导体国际有限公司( STMicroelectronics International NV)或其关联公司在欧盟和/或其他地方的注册和/或未注册商标。特别是,STM32 已在美国专利商标局注册。

关于意法半导体

意法半导体拥有5万名半导体技术的创造者和创新者,掌握半导体供应链和先进的制造设备。作为一家半导体垂直整合制造商(IDM),意法半导体与二十多万家客户、成千上万名合作伙伴一起研发产品和解决方案,共同构建生态系统,帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇,满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能,让电源和能源管理更高效,让云连接的自主化设备应用更广泛。意法半导体承诺将于2027年实现碳中和(在范围1和2内完全实现碳中和,在范围3内部分实现碳中和)。详情请浏览意法半导体公司网站:www.st.com.cn

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恩智浦半导体宣布推出全新i.MX RT700跨界MCU系列,旨在为支持智能AI的边缘端设备赋能,例如可穿戴设备、消费医疗设备、智能家居设备和HMI平台。i.MX RT700系列为边缘AI计算的新时代提供了高性能、广泛集成、先进功能和能效的优化组合。

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i.MX RT700在单个设备中配备多达五个强大的内核,包括在跨界MCU中首次集成eIQ Neutron NPU,可将AI相关应用的处理加速高达172倍,同时将每次推理的能耗降低高达119倍。i.MX RT700跨界MCU还集成了高达7.5MB的超低功耗SRAM,与前几代产品相比,功耗降低了30-70%。

重要意义

当前,AI边缘计算设备对额外计算能力和新功能的需求不断增长。与此同时,许多此类设备都是由电池供电的,因此需要功耗更低的MCU。

i.MX RT700跨界MCU满足了这一需求,采用低功耗、多核设计,集成了强大的图形功能、AI硬件加速、高级安全性和感知计算子系统。这使客户能够创建具有多模式功能(如存在感知、手势识别、语音控制等)的全系列解决方案,所有这些都在一个统一的平台上完成。

恩智浦工业和物联网高级副总裁兼总经理Charles Dachs表示:“作为跨界MCU的开创者,我们不仅通过i.MX RT700推动产品进步,还重新定义了边缘计算的可能性。i.MX RT700 在显著降低功耗的同时提升了效率,实现了突破性进展,延长了电池寿命,确保了资源受限应用的可靠性。此外,集成eIQ Neutron NPU使客户能够构建创新的机器学习应用程序,提高低功耗边缘设备的AI和多任务处理能力。”

更多详情

i.MX RT700跨界MCU系列具有多达五个计算核心。其中包括一个运行频率为325 MHz的主Arm Cortex-M33核,以及一个集成的Cadence Tensilica HiFi 4 DSP,可执行要求更高的DSP和音频处理任务。它还具有恩智浦的eIQ Neutron NPU,并支持eIQ机器学习软件开发环境。该系列可扩展至行业领先的7.5MB超低功耗SRAM,无需等待状态访问。

i.MX RT700还包括一个超低功耗感知计算子系统,该子系统包括第二个Cortex-M33核和集成的 Cadence Tensilica HiFi 1 DSP。这消除了对外部sensor hub的需求,从而降低了系统设计复杂性、空间占用和 BOM 成本。

使用 eIQ Neutron加速AI

为了释放MCU这样的小型嵌入式控制器上的AI潜力,eIQ Neutron NPU通过分担Cortex-M33的工作负载来有效加速AI推理。与仅在Cortex-M33上运行这些任务相比, eIQ Neutron NPU能够更快地完成任务,例如异常检测速度提高18倍或图像分类速度提高172倍(具体取决于模型)。i.MX RT700配备7.5MB板载SRAM,可以执行更复杂的多模式AI任务,这对于传统微控制器来说具有挑战性。

低功耗,超长电池寿命

功耗是边缘设备的一个重要考虑因素。i.MX RT700系列旨在优化功耗,与前几代产品相比,功耗降低了30-70%。这是通过一系列电源架构创新实现的,例如先进的自适应深度睡眠技术、具有低功耗缓存方案的优化时钟架构、先进的唤醒/睡眠周期等。因此,终端设备可以延长电池寿命或使用更小的电池,从而实现更高的设计灵活性。

高度集成的MCU可优化编码

此外,i.MX RT700系列还通过集成的高效DC-DC转换器和基本内存管理单元增强了系统性能和灵活性,并支持改进的模拟外设。它也是恩智浦首款支持新兴eUSB标准的跨界MCU,使USB 2.0接口能够在1V或1.2V的I/O电压下工作,而不是3.3V。

边缘设备的核心安全

如今,智能互联消费设备的网络安全和隐私比以往任何时候都更加重要,尤其是随着即将出台的网络安全法规(例如美国信任标志和欧洲网络韧性法案)。i.MX RT700系列提供了遵守这些法规以及消费设备的其他安全标准(包括ETSI 303 645)的路径。

网络韧性和消费者数据保护是i.MX RT700系列的核心。这款新型跨界MCU集成了 EdgeLock Secure Enclave(核心配置文件),为智能设备提供了高级安全功能,包括带省电模式的安全启动、安全更新、无缝内存加密和安全数据访问。它还具有强大的设备身份验证功能,内置物理不可克隆功能 ( PuF )。

产品可用性

i.MX RT700跨界MCU系列目前已开始向符合条件的早期试用客户提供样品。如需了解更多信息,请访问nxp.com/RT700。

来源:NXP客栈

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