芯科科技和Arduino借助邊緣AI和ML簡(jiǎn)化Matter設計和應用

從合作到創(chuàng )新：芯科科技和Arduino攜手

2024年1月，Silicon Labs（芯科科技）和Arduino近日宣布建立合作伙伴關(guān)系，旨在通過(guò)Arduino Nano Matter開(kāi)發(fā)板（基于芯科科技的MGM240系列多協(xié)議無(wú)線(xiàn)模塊）的兩階段合作來(lái)簡(jiǎn)化Matter協(xié)議的設計和應用，同時(shí)通過(guò)這一功能強大且支持人工智能和機器學(xué)習（AI/ML）硬件加速器的開(kāi)發(fā)板，幫助開(kāi)發(fā)人員更容易實(shí)現創(chuàng )新的邊緣AI和ML產(chǎn)品，進(jìn)而開(kāi)啟下一代物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的嶄新局面。

在雙方合作的第一階段，Arduino發(fā)布了一個(gè)全面的Matter資源庫，以及適用于芯科科技無(wú)線(xiàn)微控制器（MCU）的核心支持。第二階段，Arduino Nano產(chǎn)品系列新增了一款基于芯科科技MGM240S模塊的Nano Matter開(kāi)發(fā)板。此次合作的主要目標是將Arduino界面的直觀(guān)易用特性與芯科科技在Matter協(xié)議領(lǐng)域強大的射頻（RF）鏈路和技術(shù)能力相結合，從而有助于推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域的更多創(chuàng )新。

芯科科技全球大眾市場(chǎng)銷(xiāo)售與應用副總裁Rob Shane表示：“與Arduino的合作展示了AI在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的變革力量。通過(guò)將芯科科技搭載了先進(jìn)AI/ML硬件加速器的MCU與Arduino直觀(guān)的開(kāi)發(fā)平臺相結合，我們可支持開(kāi)發(fā)人員打造智能、高效節能的設備，使其能夠在本地進(jìn)行實(shí)時(shí)計算。此次合作正在推動(dòng)創(chuàng )新應用的開(kāi)發(fā)，使其能夠利用實(shí)時(shí)機器學(xué)習來(lái)提高自動(dòng)化程度、優(yōu)化能源效率，并實(shí)現自適應響應。"

借助Matter及邊緣AI和ML，擴展Arduino生態(tài)系統

對廣大的開(kāi)發(fā)人員而言，Arduino一直是快速構建應用原型設計的首選平臺之一。Arduino擁有100多種硬件和軟件產(chǎn)品，涵蓋開(kāi)發(fā)板、擴展板、載板和套件等多個(gè)類(lèi)別。此外，其集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）支持從學(xué)生到資深專(zhuān)業(yè)人士的不同用戶(hù)群體，使其成為物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)的理想平臺。Arduino用戶(hù)社區提供了大量可參考的開(kāi)發(fā)資源，以及低成本實(shí)現多功能終端用戶(hù)應用的優(yōu)勢，使其在各類(lèi)應用場(chǎng)景中展現出高度的靈活性和可擴展性。

通過(guò)采用Matter協(xié)議，Arduino Nano Matter開(kāi)發(fā)板結合了由AI驅動(dòng)的先進(jìn)智能計算，以及Matter協(xié)議提供的無(wú)縫互操作性。實(shí)時(shí)機器學(xué)習推理能夠提升自動(dòng)化水平，優(yōu)化能源效率，并根據環(huán)境變化做出自適應調整。此外，Arduino Nano Matter與Apple、Google和Amazon等主流智能家居生態(tài)系統兼容，可確保對聯(lián)網(wǎng)設備進(jìn)行可靠、高效和智能化控制，使未來(lái)的智能家居技術(shù)更加普及和易用。

利用ML加速器，解鎖邊緣AI

在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，“邊緣計算”是指在邊緣設備上進(jìn)行本地計算，而無(wú)需將數據存儲或傳輸到集中式云服務(wù)器。這種操作方法可以節省電能，也為其他更關(guān)鍵的操作釋放網(wǎng)絡(luò )帶寬。它既能降低總體開(kāi)發(fā)成本，又能最大限度地減少信號延遲。這種計算的執行正日益接近數據生成源，例如傳感器節點(diǎn)，這一趨勢被稱(chēng)為“微邊緣”（Tiny Edge）。

芯科科技領(lǐng)先行業(yè)發(fā)布了一系列支持AI/ML的SoC產(chǎn)品，包括EFR32平臺中的xG24、xG26和xG28系列——利用邊緣計算功能加速設備處理速度并提升性能。其內置的矩陣矢量處理器（MVP）可將ML推理速度提升高達8倍，而功耗僅為MCU內核的1/6。此外，Tensor Flow和芯科科技的Simplicity Studio等開(kāi)發(fā)工具套件以及廣泛的解決方案合作伙伴生態(tài)系統，為開(kāi)發(fā)人員提供了一個(gè)完整靈活的機器學(xué)習生態(tài)系統，能夠實(shí)現快速開(kāi)發(fā)和原型設計，從而縮短最終產(chǎn)品的上市時(shí)間。

體驗Arduino Nano Matter開(kāi)發(fā)板演示

今年初在奧斯汀舉辦的Edge AI Foundation活動(dòng)中，芯科科技和Arduino展示了一項創(chuàng )新演示，展現了雙方的合作如何促進(jìn)新一代智能家居應用的開(kāi)發(fā)。具體而言，參觀(guān)者可以體驗一款基于運動(dòng)識別的直觀(guān)解決方案：一根“魔法棒（magic wand）”，用戶(hù)只需在空中畫(huà)一個(gè)W（開(kāi)）或O（關(guān)），便可開(kāi)燈和關(guān)燈。

Arduino首席執行官Fabio Violante表示：“我們與芯科科技的合作旨在為開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)強大、易用的技術(shù)，而‘魔法棒’演示正是實(shí)現這一愿景的完美體現。通過(guò)將Matter、邊緣AI和TinyML集成到Nano Matter開(kāi)發(fā)板上，我們展示了物聯(lián)網(wǎng)應用的直觀(guān)性和智能化，只需一個(gè)簡(jiǎn)單的手勢即可與智能家居實(shí)現無(wú)縫交互。這只是創(chuàng )新與易用性相結合的開(kāi)始?！?/p>

該演示基于A(yíng)rduino Nano Matter，通過(guò)載板連接到Arduino Modulino Movement節點(diǎn)，該節點(diǎn)具有板載6軸加速度計和陀螺儀。Arduino Nano Matter配備了功能強大的芯科科技MGM240S微控制器，運行Matter over Thread，同時(shí)集成TensorFlow Lite提供的TinyML手勢識別庫。