MCU專題 | 邊緣智能發(fā)展趨勢既是機會也是挑戰(zhàn)

隨著物聯網領域的快速發(fā)展，MCU芯片也需要不斷進行升級和發(fā)展，以適應更為廣泛的應用場景和復雜的功能需求。應用于物聯網端側設備中的MCU產品需要具備低成本、低功耗、高集成度以及安全性等特點。

而AI技術的賦能，又讓物聯網端側設備具備更加智能化的特點。瑞薩電子嵌入式處理器事業(yè)部市場總監(jiān)沈清（Melisa）表示：“邊緣智能會是未來物聯網端側設備的一大發(fā)展趨勢。”而若想實現這一趨勢，則需要MCU產品不斷對能效比和成本進行優(yōu)化，并集成更多的AI加速功能以及軟硬件協(xié)同優(yōu)化等。

沈清表示：“物聯網端側設備是一個追求成本和能效比的領域，單純依靠CPU主頻和工藝提升已經無法滿足所有客戶的需求，因此需要在不斷提升能效比的同時降低系統(tǒng)的成本，同時確保各種AI加速功能得到長足的發(fā)展?！?/p>

而相較于通用型MCU產品，應用于物聯網端側設備中的MCU對低成本、低功耗、高集成度以及安全性等方面有著更高的要求。首先，由于物聯網設備往往需要長時間運行，甚至在某些應用場景下需要依賴電池供電，因此功耗控制至關重要。并且未來隨著物聯網的節(jié)點持續(xù)增多，對于成本的敏感度也會越來越高，不單是MCU的成本，而是整個BOM的成本都需要降低。

其次，物聯網端側MCU通常需要集成更多的外圍設備和接口，如傳感器接口、通信模塊（如Wi-Fi、藍牙、Zigbee等），以及模擬信號處理功能，以便于連接和處理來自各種傳感器的數據。與此同時，部分物聯網端側的MCU可能會集成專用的處理核心，用于執(zhí)行特定的AI/ML（人工智能/機器學習）工作，以實現更高效的數據處理和智能決策。

最后，物聯網端側設備需要具備更強的安全性和可靠性，以保護設備免受網絡攻擊，同時避免數據泄露。

為了滿足未來物聯網端側設備中MCU產品的需求特點，瑞薩針對不同的物聯網端側設備的需求，進行了不同級別產品的布局和開發(fā)。據沈清介紹，如針對可實現超低功耗待機的中低端產品，這些產品采用110nm Flash技術，在需要時提供一定的運算能力，適合電池供電的傳感器類智能產品。

在對于性能有更高追求的領域，瑞薩高端的MCU著重在提高整體性能，在MCU架構下提供可以媲美部分SoC的AI運算能力，例如瑞薩推出的RA8系列MCU，集成ARM Cortex-M85內核，支持Helium向量運算加速，可以實現簡單的視覺AI應用。瑞薩基于RA8 MCU還設計了一款麥輪小車Demo，實現了語音控制、無線圖傳、運動控制等多功能于一體的全套解決方案。

另外，在MPU層面，使用更先進的工藝可以提高產品性能，但瑞薩在此基礎上更進一步，開發(fā)了可動態(tài)重構單元DRP，在瑞薩RZ/V2H新品上，DRP-AI可以在較低的工作電流下實現8TOPS的稠密AI算力。瑞薩也基于RZ/V2L MPU設計了一款高性能的AI解決方案，支持人臉識別、凝視檢測、DMS等多種應用場景。

眾所周知，瑞薩深耕嵌入式系統(tǒng)，考慮到目前云端計算的資源越發(fā)緊張，越來越多的負荷會放到邊緣端來實現，這為邊緣端的產品提供了一個良好的發(fā)展機遇，但同時這也是一個挑戰(zhàn)，因為這會對具有高性能、高能效比產品的需求越來越多，瑞薩正在這一塊積極布局，如之前發(fā)布的22nm的嵌入式非易失性存儲技術，就是為后續(xù)的高性能邊緣計算產品進行布局。同時，瑞薩也會在各個產品線上推出適合不同AI需求的對應產品。

與此同時，隨著邊緣智能技術在這一領域快速發(fā)展，瑞薩將持續(xù)在軟硬件方面深度投入。并且，瑞薩認為，未來視覺類和語言類應用將逐漸實用化和日常化，更注重效能。因此瑞薩也正在積極探索這個領域，不斷推出符合市場需求的產品。此外，瑞薩也會基于這些MCU推出更多的成功產品組合來加快大家對物聯網端側設備的設計。

未來，物聯網端側設備對于MCU產品的需求必將越來越嚴苛，不僅是對成本、性能以及功耗等方面的需求，還對算力、效能已經安全也有更多的要求。MCU廠商在開發(fā)相關MCU產品的過程中，需要綜合考量所有的因素，才能推出符合市場和客戶需求的產品，這是一個挑戰(zhàn)但或許也是一次發(fā)展的機會。