面向輕型機器學(xué)習，恩智浦出臺eIQ開(kāi)發(fā)環(huán)境及芯片

機器學(xué)習將推動(dòng)MCU下一波動(dòng)快速增長(cháng)
    IoT推動(dòng)了這幾年MCU的更新?lián)Q代,而下一波MCU的助推器是終端的機器學(xué)習,包括家庭環(huán)境、聲音處理、手勢控制、智能感測&控制、多攝像頭觀(guān)察、個(gè)人資產(chǎn)、主動(dòng)目標識別、AR(增強現實(shí))等。
    典型的案例之一是目前發(fā)展火熱的人機界面的聲音處理,會(huì )推動(dòng)下一波白電等家電應用的需求。例如在2018年10月的ArmTechCon2018大會(huì )上,恩智浦展示了聲控洗衣機,可以與洗衣機對話(huà),例如:“打開(kāi)洗衣機”。洗衣機會(huì )問(wèn):“你要怎樣洗?”可以回答:“我要標準洗”或“強力洗”。也可以告訴洗衣機洗什么樣的衣物,例如洗被子,或用什么方式洗,例如熱水洗、冷水洗等,洗衣機就自動(dòng)設置好。
    再例如圖形的識別,恩智浦在美國的一個(gè)是交通指示標識識別,機器能夠識別紅綠燈、是路還是人,假設指示標識斜著(zhù)、模糊一點(diǎn),機器都可以辨認出來(lái)。

邊緣AI的芯片布局

恩智浦有全套的MCU、MPU產(chǎn)品線(xiàn),從低端MCU一直到高端的四核、八核高端處理器,所有這些芯片都可以用在機器學(xué)習、邊緣計算上。

客戶(hù)可以在云端進(jìn)行訓練,通過(guò)軟件的推理,在終端的處理器上進(jìn)行應用。

機器學(xué)習開(kāi)發(fā)環(huán)境eIQ

恩智浦主推的AI開(kāi)發(fā)環(huán)境是eIQ,也是機器學(xué)習(ML)的開(kāi)發(fā)環(huán)境。底端的硬件平臺有傳統的MCU和MPU,諸如Kinetis、LPC等Cortex-M核的MCU產(chǎn)品,還有新的i.MX RT系列跨界處理器,高端的i.MX6、7、8等處理器,以及Layerscape處理器。

硬件平臺里,運算的部分是核和硬件加速器,有Cortex-R、M和A核,GPU、DSP中放的是DSP核,未來(lái)一兩年內,恩智浦還將開(kāi)發(fā)ML(機器學(xué)習)的加速硬件,這不同于大型的云端硬件加速,而是可以跨平臺、跨處理器和微控制器的用于終端計算的ML加速器。

在芯片之上是硬件抽象層,諸如OpenCL,OpenVX,Arm的計算庫/ CMSIS-NN,還有恩智浦的API等。
    再往上是推理機(Inference Engine),有很多種,主推的有Google的TensorFlow、TF Lite等。實(shí)際上,恩智浦支持所有開(kāi)發(fā)環(huán)境?，F在還有新的NN Compiler(編譯器),例如Facebook的GLOW等。

在基于所有的機器學(xué)習軟件硬件結合之后,恩智浦推出了全套的解決方案,包括音視頻及機械傳感器的解決方案(例如壓力、加速度傳感器的解決方案)。同時(shí)針對各種應用,推出了應用上的解決方案,例如ISP(圖像信號處理)、圖像加速、傳感器融合、全景環(huán)視(注:過(guò)去通常是車(chē)上用,現在家居方面也有很多應用),還有前端的聲音的控制,諸如多揚聲器。
    在揚聲器方面,如果是兩個(gè)揚聲器,用比較簡(jiǎn)單便宜的MCU就足夠了,例如LPC和Kinetis系列;如果更多揚聲器,由于數據處理量很大,適合用i.MX RT跨界處理器平臺,或i.MX 7、8、8M等高端處理器。

可見(jiàn)根據不同的應用,恩智浦有不同的處理器配合,這是eIQ的概念。恩智浦的目標是讓外界主流的推理機都能運行在恩智浦的硬件上。
    恩智浦也有全套的芯片,覆蓋高端到低端。其中高端的i.MX用的是GPU、DSP,未來(lái)一兩年內,恩智浦還會(huì )推出ML加速硬件,是真正的專(zhuān)用加速器。

不久前,恩智浦還發(fā)布了新的跨界處理器i.MX RT600,以及低功耗的LPC5500,分別面向中端和低端邊緣AI應用。

在戰略布局上,從傳統意義看,處理器/MCU性能越高,成本也會(huì )越高。恩智浦這幾年力圖把高性能低端化。這兩款產(chǎn)品就是這方面的案例。

其中,i.MX RT600跨界平臺的亮點(diǎn)是業(yè)界第一次把高性能DSP放到微控制器的環(huán)境里,而且這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的小DSP,是真正全功能的HiFi 4的DSP。i.MX RT600應用很多,例如可以同時(shí)實(shí)現5個(gè)人的人臉檢測,每秒7幀。

 LPC5500是恩智浦推出的第一款40nm的內置閃存MCU,里面沒(méi)有加高性能DSP,而是增加了PowerQuad DSP加速器,可以做機器學(xué)習的濾波、疊加等。里面還有加密引擎。功耗非常低。

恩智浦半導體微控制器事業(yè)部全球產(chǎn)品總監 曾勁濤