邊緣AIoT時代已來 無線SoC生逢其時

1 邊緣AI/ML+物聯網的機會

各行各業的數字化轉型和日常生活中的新場景正在對邊緣嵌入式設備/ 系統中的人工智能/ 機器學習（AI/ML）功能提出越來越高的需求。產品設計人員也紛紛看到了邊緣AI/ML 的巨大潛力，正在利用相關技術為家庭安防系統、可穿戴醫療監測器、監控商業設施和工業設備的傳感器等一系列邊緣設備和應用實現更強的計算能力和更高的智能化。

王祿銘(芯科科技亞太及日本地區業務副總裁)

在芯科科技看來，邊緣AI/ML 將廣泛應用于商業、工業和家庭，包括傳感器數據處理（如用于異常檢測）、預測性維護、音頻模式識別（如用于改進玻璃破碎檢測）、簡單命令詞識別，以及視覺應用（如使用低分辨率攝像頭進行在場檢測或人數統計），等等。

此外，芯科科技很早就觀察到了邊緣AI/ML 與物聯網充分結合這一趨勢，將AI/ML 引入物聯網應用可降低帶寬需求、節省功耗，并使設備具備更強的能力，做出更快速、更智能的決策。芯科科技與諸多關鍵客戶和生態伙伴就此展開了大量溝通，并推動了相關研發工作，目前已推出多款集成AI/ML 加速器的無線SoC。

2 工程師遇到的開發挑戰

對于計劃在邊緣設備上部署AI/ML 功能的工程師或設計者，他們面臨的一項關鍵挑戰就是性能和功耗的平衡關系，如果在開發中這種平衡關系處理不當，其影響甚至會超過AI/ML帶來的好處，從而得不償失。此外，在物聯網邊緣應用的開發中，AI/ML 功能與無線連接能力的整合也至關重要。

因此，邊緣AI 解決方案需要實現各項能力的最佳組合，這涉及性能（AI/ML 處理能力）、功耗（影響電池壽命）、安全性，以及無線連接能力（包括對多樣化無線多協議的支持）等多個方面。芯科科技認為，集成AI/ML 加速功能的無線SoC 單芯片解決方案是確保高性能、高能效、高安全性的一種最佳方式，同時還需要重視產業鏈之間的合作，以使硬件加速與AI/ML 算法和工具相匹配，集成工具的能力也是邊緣AI 取得成功的關鍵因素之一。

3 芯科科技的解決方案

芯科科技作為一家全球領先的擁有安全和智能無線技術、先進外圍設備和先進計算內核的無線SoC 供應商，已經將AI/ML 技術應用到邊緣設備，并且制定了面向邊緣AI/ML 的戰略和路線圖。我們在不斷探索集成無線連接和AI/ML 功能的單芯片解決方案及其在邊緣的各類應用，這將為物聯網行業帶來一種變革性的解決方案。

在2022 年，芯科科技就推出了集成AI/ML 加速器的BG24 和MG24 無線SoC，這是業內首批內置專用AI/ML 加速器的超低功耗無線器件。作為集成化的解決方案，BG24/MG24 SoC 在芯片架構上進行了創新，可以實現更高的性能和更低的功耗。它們結合了運行速率為78 MHz 的ARM Cortex-M33 處理器、高性能2.4 GHz射頻、行業領先的20 位ADC、優化的閃存（ 高達1536 KB）和RAM（高達256 KB）組合，以及AI/ML硬件加速器（用于在減輕ARM Cortex-M33 工作量時處理ML 算法），因此應用程序可以有更多的時鐘周期來完成其他工作。

BG24/MG24 的專用硬件設計旨在快速而高效地處理復雜的計算，內部測試顯示其性能提高最高達4 倍，能效提升最多達6 倍。由于ML 計算是在本地設備上而不是在云端進行的，因此消除了網絡延遲，加快了決策和行動。此外，這些SoC 支持Matter、Zigbee、OpenThread、低功耗藍牙、藍牙網狀網絡等廣泛的2.4 GHz 無線物聯網協議和多協議操作，并提供獲業內最高級別安全認證的安全防護能力，是各種智能家居、醫療、工業和商業應用的理想選擇。

芯科科技在2023 年推出的支持Sub-GHz和2.4 GHz低功耗藍牙射頻的FG28 雙頻SoC 中，也集成了可用于ML 推理的AI/ML 加速器，同時具有芯科科技業界領先的Secure Vault? 安全技術。FG28 可幫助物聯網開發人員快速便捷地開發出他們所需的邊緣AI/ML解決方案。

在前不久舉行的芯科科技2023 年Works With 開發者大會上，我們推出了專為嵌入式物聯網設備打造的下一代暨第三代無線開發平臺。第三代平臺的產品也將集成AI/ML加速器，并將帶來100 倍以上的處理能力提升。

在AI/ML 方面，芯科科技也一直看重與生態伙伴的合作，和TensorFlow、SensiML、Edge Impulse 等領先的AI/ML 工具提供方合作，確保開發人員擁有一個端到端的工具鏈，從而簡化ML 模型的開發。將AI/ML工具鏈與芯科科技的Simplicity Studio 和我們為ML 優化的SoC 結合使用，開發人員可以創建從各種互聯設備中提取信息的應用，所有這些設備都可以相互通信，然后做出智能的、ML 驅動的決策。

（本文來源于EEPW 2023年11月期）