作为现代制造业的核心驱动力，工业自动化对功能安全的需求日益紧迫。在追求高效、智能的生产过程中，功能安全不仅是技术进步的基石，更是对每一位工作人员生命安全的庄严承诺。国内外市场针对产品的功能安全认证要求也变得越来越严格。

功能安全要求工业自动化系统在任何潜在风险面前，都能够主动侦测风险，或在必要时以安全的方式进入故障状态。这意味着，设计者不仅要关注系统的稳定性和可靠性，更要深入研究和应用各种安全技术，确保在突发情况下，系统能够迅速、准确地做出反应，最大限度地避免人员伤害、设备损坏和生产中断等风险。

随着以ChatGPT为代表的AI大模型的衍生应用不断推出，许多终端开始智能化体验升级，从而产生了海量的终端数据分析处理需求。企业的业务部署场景和数据产生正在向端侧、边缘侧“迁移”。边缘人工智能，又称为“边缘计算”，是指在边缘侧使用人工智能算法和模型处理和分析数据，而不是将数据传输到中央服务器进行处理。在边缘侧设备中运行AI有很多优势：设备响应速度快、超低延时；降低数据传输量；更有效地保护隐私、增强信息安全；降低边缘侧设备的运行功耗；还可以降低推理成本以实现其他新的功能操作。

目前，逐步成熟并规模化落地的边缘AI应用场景主要集中在工业和物联网领域。

预测性维护

预测性维护（PdM）是工业互联网的重要应用，在上世纪90年代就已经被用于飞机发动机领域。最近几年，随着工业人工智能技术和边缘计算技术的逐步推进和成熟，过去仅仅集中应用于高端装备的预测性维护，可以“飞入寻常百姓家”，具备了大范围应用的经济性前提。

在工业维护 — 状态监测/预测性维护应用中，边缘AI系统可用于实时监测工业设备和系统的健康状况和性能，主动且精确地识别潜在的故障，从而将供电中断的影响降至最低。  

ST基于STM32硬件平台，通过NanoEdge Studio模型创建工具，为工业预测性维护提供完整的解决方案，如为驱动层的变频器、伺服等设备提供的方案自带机器学习功能，只需通过本体电流、电压进行故障检测和预测性维护，用户不需要增加额外的传感器，可以有效节约成本。为确保开发者能够轻松、快速地构建准确、高效的人工智能算法，以经济的方式将算法部署在资源受限的边缘计算设备上，NanoEdge AI Studio现已完全免费，允许在所有STM32 MCU上免费无限量部署。

另一个预测性维护应用场景是振动检测。用户只需在设备外置振动检测小盒子，借助NanoEdge AI库在终端设备上的学习能力进行渐进式学习，通过传感器（振动传感器、超声、温湿度、气压和加速度计）以高精准度实时检测设备的任何偏移或者异常，然后通过不同的通信协议发出警报，以便在发生重大故障之前作出调整。这些功能的实现得益于在超低功耗STM32微控制器上运行的机器学习算法。

机器视觉

随着工业数字化、智能化转型逐渐深入，市场对于工业机器视觉的需求逐渐增多。机器视觉用计算机模拟人的视觉功能，用于实际检测、测量和控制，具有高度自动化、高效率、高精度和适应较差环境等优点。

在工业领域，机器视觉对计算高效性和实时性有严格要求，将计算资源部署在工业现场附近才能满足需求，因此边缘计算成为关键节点。

机器视觉在工业领域的应用场景主要是通过工业相机进行拍照，并利用AI算法进行快速判断，实现丰富的视觉识别应用，如各种条形码、二维码识别、瑕疵识别/检测、PCB检测、半导体产线破损检测系统等。 

STM32针对机器视觉应用提供了强大的硬件平台，包括集成硬件NPU和丰富视频接口的STM32MCU和MPU。

STM32N6是ST首款集成自研硬件NPU神经网络硬件处理单元的通用微控制器，其算力可达0.6TOPS(每秒0.6万亿次运算)。STM32N6还集成了新IP和视频外设，如MIPI CSI摄像机、机器视觉图像信号处理器（ISP）、H.264视频编码器和支持时间敏感网络（TSN）端点的千兆以太网控制器。此外，STM32N6是一款通用STM32产品，符合工业客户的所有要求，包括在高温环境中工作。

STM32MP2是ST去年推出的第二代MPU产品，是一款带有神经处理单元（NPU）的64位微处理器，采用大小核异构架构：主频为1.5GHz的双核Cortex-A35和主频为400M的Cortex-M33内核，大小核均可单独启动。Cortex-A35大核通常运行基于Linux 或Android 的应用，Cortex-M33核运行基于裸机或RTOS的硬实时应用。异构双核可基于片上共享内存实现高效的双核通信，并可灵活分配片上资源。

STM32MP25具有先进的边缘AI能力以及丰富的多媒体功能。它内置有1.35 TOPS算力(每秒1.35万亿次运算)的NPU加速器，并且还支持带ISP的 MIPI CSI接口，可以实现如机器视觉在内的多种AI应用；STM32MP25还内置有900MHz的3D GPU，全高清视频编解码，并配有ISP处理器的MIPI CSI-2 摄像头接口，以及丰富的显示接口，支持RGB、LVDS 和DSI输出的全高清视频。

基于STM32MP2卓越的处理性能及先进的边缘AI和多媒体功能，开发者可灵活选择在CPU、GPU、NPU上运行AI应用。

典型应用场景：电梯

边缘AI解决方案为很多传统行业赋予了新价值和新生命，其中一个典型案例就是电梯应用。该应用将预测性维护与机器视觉场景汇于一身，可实现语音识别、视觉识别、手势识别、群控箱智能算法、电梯故障点检测和预测性维护。

智能化电梯预测性维保解决方案融合了云计算、大数据和机器学习的优势，可以对所有连接的设备进行实时监控，并通过数据分析识别潜在问题并提供建议，以便维保人员及时修复故障以及进行预防性保养，大大提升电梯的安全性和可用性。

电梯的机器视觉识别应用将高清影像、精准数据与智能分析融为一体，赋予电梯前所未有的“视觉”、“感知”与“思维”，确保安全、高效运行。具体场景包含：

• 负责安全、身份识别的人脸识别；

• 负责电梯安全的危险物品识别（如电瓶车识别，这是最近热议话题）；

• 判断人员流动、计数功能，可配合群控箱算法做群控，实现节能减排的目标。

ST 边缘AI助工业客户快速落地

ST为边缘AI提供丰富的硬件产品、软件工具和强大的生态系统，保证开发者能够在MCU和MPU上优化和运行AI模型，帮助工业用户快速落地。

在硬件方面，ST不断推出更多通用和带硬件加速的MCU和MPU，如STM32 N6和STM32MP2。

在软件工具方面，ST提供丰富的软件工具，满足用户的各种需求，包括：

• NanoEdge AI Studio：面向STM32 MCU的自动化机器学习工具；

• STM32Cube.AI：适用于STM32 MCU的AI模型优化器；

• STM32Cube.AI开发者云平台，可创建、优化和生成适用于STM32微控制器的人工智能，以及进行基准测试；

• X-LINUX-AI，STM32 MPU上面向OpenSTLinux的完整AI框架，可简化基于OpenSTLinux的项目中经训练的AI模型的集成。

ST的目标是通过嵌入式AI，赋能工业自动化，为传统行业开启全新应用可能性，解锁AI应用的普惠之道。下篇文章，我们将探讨工业应用的功能安全和信息安全，敬请关注！

电动机是一种将电能转化为机械能的装置。在能量转化过程中降低损耗，提升系统的效率是电动机控制、电动机驱动和电机设计中的永恒主题。

随着碳排放达成共识和环境革命的到来，电机控制需要工业电机和驱动器不断提高效率，降低成本，提高一体化水平，支持新技术进入市场，并提高安全性和可靠性。

为了提高电机系统的效率，电机控制技术大有可为。通过采用性能更高、集成度更高的半导体器件，功能强大且安全的微控制器，更智能的传感器，结合更优化的软件算法，可实现提升效率、降低损耗的目的。

更智能的电机

电机智能化是实现智能工业的重要一环。电机控制的智能化可以从两个方面来实现。

扩展感知范围，在电机控制方案中加入更多传感器，如振动传感器，通过振动来监测电机的运行状态，在发生故障之前提前感知，并进行维护或者自动修复。

采用针对电机控制优化的MCU，并且添加丰富的外设功能，如高速ADC、栅极驱动器、电源模块，及电机控制PWM等等；而在软件方面，可以加入更多的AI算法，比如环境感知信息的处理算法、自身参数的识别算法等。

ST深耕工业电机控制市场超过20年，从传统耐用可靠的电机控制方案到现代高效智能的电机控制方案，ST能够提供性能强大的STM32 MCU、MPU和面向STM32一站式的电机控制解决方案；此外，完善的生态系统（包括一系列的评估板，参考设计，固件和开发工具链），将简化工业电机控制系统设计，加快产品上市。

针对电机控制市场，ST定义了一系列具有竞争力的MCU产品，支持从入门级到主流应用，以及面向高端市场的电机控制需求：

可平替8位/16位MCU的STM32C0系列

基于Arm Cortex-M0+ 内核，主频48 MHz，采用90nm工艺，让用户以低于8位MCU的普惠价格，拥有32位MCU的性能，不仅可让开发人员事半功倍，还将在8位/16位微控制器的典型应用领域开疆拓土。STM32C0提供9种微型封装，从最小的SO8N到最大的LQFP48，从8pin到48pin。新上市的STM32C071还将引脚拓展至64pin，并拥有128 KB 闪存和 24 KB 的 RAM，内存配置翻了两番，同时配有无晶振 USB 控制器，可简化BOM、降低PCB布局的复杂性；额外的 SPI / I2C 接口和 32 位定时器，不仅为开发者提供降本增效的可能，还确保了STM32C071和STM32G0之间的引脚兼容性，为未来可能的产品移植提供便利。

STM32C0系列面向价格敏感的入门级电机控制类应用，如小家用、工业泵类、风扇控制等。

STM32G0系列非常适合入门级电机控制类应用，如家用空调风机、冷柜压缩机、家用油烟机、高速电吹风、吸尘器、电动车控制器等。

主流STM32G4系列

基于170MHz Arm® Cortex®-M4内核，支持FPU和DSP指令，以及三种不同的硬件加速器：ART Accelerator™可针对控制回路进行优化加速、CCM-SRAM程序执行加速器，以及数学运算加速器。该系列还提供丰富的高级模拟外设，内置高达5个12位ADC、7个12位DAC、7个高速比较器和6个可编程运算放大器，集成了用于三相逆变器和全桥转换器驱动器的先进电机控制定时器。同时，该系列与STM32F3系列高度兼容，确保用户在设计不同性能等级的衍生应用时提供卓越的效率。

STM32G4系列非常适合主流电机控制类应用，如变频家用或中央空调、变频冰箱、高端智能洗衣机、电动工具、高端电动车等。

基于强大的Arm® Cortex®-M33内核 ，运行频率高达250 MHz，从最基本的安全构建模块到ST维护的安全认证服务，提供可扩展的安全性，满足所有应用需求。STM32H5系列基于ST先进的40nm工艺，实现更优化的性价比平衡，提供丰富的内存，外设和封装选择，给用户带来更强劲的性能和安全性，提供更多设计自由，加快产品上市。

STM32H5延续STM32现有生态系统，有助于开发者轻松实现各类开发应用，还新增了一些特有的新功能，例如I3C通信接口，Secure manager，器件生命周期管理。适用的应用场景包括：智能家居，如空调系统、冰箱、报警系统；工厂自动化，如PLC、电机控制、工业泵；智能城市的通信网关、灯光控制、能量转换；以及键盘、跟踪装置、医疗配件等消费类应用。

基于Arm® Cortex®-M7内核，运行频率高达600 MHz。具有单核和双核版本 (Cortex®-M7 + Cortex®-M4)，获得了基于Cortex®-M的微控制器行业迄今最高的基准测试分数，高达3224 CoreMark。它具有出色的内存可扩展和灵活性，内置从64 KB到2 MB不等的嵌入式Flash存储器，564 KB到1.4 MB的嵌入式SRAM，以及高达200 MHz的超快外部存储器接口。

STM32H7系列为开发人员提供了更高的自由度，以适应未来最终用户对丰富、互联、强大和安全应用的需求，并满足不断变化的市场要求。

从硬件开发板、软件工具和嵌入式软件，到培训资源和文档，STM32生态系统可全方位简化电机控制应用的开发：

• 丰富的STM32/STM8（32位/8位）MCU产品组合，工业级，支持电机控制需求

• 针对电机应用量身打造的数字和模拟外设

• 各种嵌入式特性（在MC-SDK中提供）满足不同的应用需求

新旗舰产品，超低功耗，物超所值

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)发布了注重节能降耗和成本效益的新一代微控制器。与上一代产品相比，新一代能耗降低高达50%。高能效可以减少电池更换次数，最大限度降低废旧电池的环境影响，让更多设计人员选用无电池设计，采用太阳能电池等能量收集系统给设备供电。

当前全世界都在寻求可持续发展，智能建筑和物联网(IoT)技术是提高能源和资源管理效率的重要手段。智能建筑和物联网(IoT)离不开智能传感器和执行器。意法半导体微控制器是智能传感器和执行器的重要组件，负责管理数据采集、过滤、分析和行动决策过程，并与云端高级应用通信。目前全球有数十亿这样的MCU在运转，随着智慧生活工作不断发展，未来还需要数十亿颗类似的芯片。

意法半导体通用MCU部门总经理Patrick Aidoune解释道：“这些无处不在的设备尽可能少用电量是非常重要的，因为这有助于最大限度地减少在其他地方浪费的电能。今天推出的STM32U0新系列微控制器把这个概念提升到了一个新的层级，采用我们的成熟的超低功耗技术，耗电量非常小，在工业传感器管理等小体积专用设备内，使用相同容量的电池，这款MCU可将电池续航时间延长一倍。因此，开发者可以为各种工业、医疗和消费设备增加更先进的功能，提供具有成本效益的解决方案。”