釋放物聯(lián)網(wǎng)邊緣的X種可能，全新恩智浦MCX系列有智慧易開(kāi)發(fā)

（魏德齡/文）近年來(lái)，出門(mén)不帶鑰匙已經(jīng)成為了很多人的新習(xí)慣，受惠于能夠人臉識(shí)別的門(mén)鎖，智能的物聯(lián)網(wǎng)邊緣免除了實(shí)體鑰匙所帶來(lái)的焦慮。甚至還讓在回家前乘坐的電梯發(fā)生了變化，新增加的一塊小屏幕能夠顯示運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)生超載、攜帶危險(xiǎn)品等狀況時(shí)甚至還有語(yǔ)音播報(bào)提醒。

這一切正源于物聯(lián)網(wǎng)邊緣的智能化爆發(fā)，傳統(tǒng)的門(mén)鎖、電梯被賦予了新生，AI讓它們有了判斷力，連接又讓數(shù)據(jù)能夠流動(dòng)，進(jìn)而帶來(lái)生活上的種種改變。實(shí)際上，從隨身的可穿戴設(shè)備，到家庭中的各類(lèi)電器，以及未來(lái)自動(dòng)化工廠(chǎng)中的機(jī)器人，物聯(lián)網(wǎng)邊緣正在爆發(fā)出X種可能。

物聯(lián)網(wǎng)邊緣的X種可能

自2020年后，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)非常成熟的階段，根據(jù)IHS的預(yù)測(cè)，到2030年整個(gè)互聯(lián)設(shè)備的數(shù)量將超過(guò)750億個(gè)，智能互聯(lián)設(shè)備、智能工廠(chǎng)、智能家居、智能汽車(chē)等所衍生出的智能化需求，也造就了在安全邊緣對(duì)于控制器、處理器的需求。

“MCX系列就迎合了這樣的一個(gè)需求，時(shí)代給我們一個(gè)機(jī)會(huì)，我們也利用這個(gè)機(jī)會(huì)推出產(chǎn)品。 ”恩智浦大中華區(qū)工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)高級(jí)總監(jiān)金宇杰表示全新MCX微控制器產(chǎn)品組合正因此孕育而生。

該產(chǎn)品組合擁有N、A、W、L四個(gè)系列，滿(mǎn)足目前物聯(lián)網(wǎng)不同領(lǐng)域的需求，可應(yīng)用于各種類(lèi)別的產(chǎn)品中。

MCX N系列（高性能系列）可以滿(mǎn)足面向機(jī)械臂、智能電梯、智能門(mén)鎖這類(lèi)對(duì)智能運(yùn)算有著更高預(yù)見(jiàn)性要求的設(shè)備，工作運(yùn)行頻率為150到250MHz，更重要是的還首次將NPU和DSP放入到MCU中，并同時(shí)嵌入了恩智浦特有的安全系統(tǒng)EdgeLock。

MCX A系列（基準(zhǔn)系列）可滿(mǎn)足各類(lèi)智能家電產(chǎn)品的需求，作為基礎(chǔ)入門(mén)款MCU，工作頻率在48到96MHz之間，內(nèi)置定時(shí)器、低引腳數(shù)、單引腳電源，恩智浦還在該系列中針對(duì)成本受限的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

MCX W系列（無(wú)線(xiàn)連接系列），集成了低功耗的藍(lán)牙模塊，以及一些外圍器件，使得整個(gè)BOM與板載集成度降低，可應(yīng)用于如游戲手柄這樣需要無(wú)線(xiàn)連接能力的產(chǎn)品，工作頻率在32到150MHz之間。

MCX L系列（超低功耗系列）滿(mǎn)足了如可穿戴設(shè)備這樣需要續(xù)航敏感的產(chǎn)品，集成了原LPC中的低功耗技術(shù)，擁有超低的動(dòng)態(tài)功耗和非常低的泄漏功耗，工作頻率在50到100MHz之間。

從不同系列的產(chǎn)品參數(shù)細(xì)節(jié)上可以看出，MCX中的四大系列實(shí)現(xiàn)了更高的可拓展性，從入門(mén)級(jí)一直到集成NPU與DSP的高性能MCU，其中也有具備無(wú)線(xiàn)連接能力和低功耗的，可搭配的內(nèi)存也從4MB閃存到1MB SRAM，讓物聯(lián)網(wǎng)邊緣的X種可能，都能找到適合的方案。

NPU首次來(lái)到MCU

另從MCX N系列的規(guī)格中不難發(fā)現(xiàn)，NPU首次內(nèi)置于MCU無(wú)疑是產(chǎn)品的一大亮點(diǎn)。近年來(lái)，邊緣AI能力愈發(fā)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上嶄露頭角，不必依賴(lài)于云端能力，AI算力可以更低延遲的助力于相關(guān)案例，同時(shí)也能將敏感信息留存于本地，保障用戶(hù)的隱私安全。

MCX N系列中的NPU由恩智浦自主進(jìn)行設(shè)計(jì)，擁有出色的性能和能效，采用單一架構(gòu)，性能可覆蓋從高效的32次運(yùn)算/周期至超過(guò)2000次運(yùn)算/周期，并支持未來(lái)的擴(kuò)展。相對(duì)于以往采用CPU進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，性能有了巨大提升，例如對(duì)比Cortex-M33內(nèi)核有至少30倍以上或更高的加速。由于機(jī)器學(xué)習(xí)的卷積處理改為由NPU全權(quán)負(fù)責(zé)，也就不必占用CPU資源。

“能夠讓CPU解放出來(lái)去做應(yīng)該做的控制或?qū)崟r(shí)處理，盡管DSP和CPU一樣能夠做一定的人工智能任務(wù)，但并不擅長(zhǎng)，因此會(huì)白白浪費(fèi)掉很多資源。”恩智浦邊緣處理事業(yè)部系統(tǒng)工程高級(jí)總監(jiān)王朋朋講解了MCU內(nèi)嵌NPU的好處。

NPU的存在也為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品在體驗(yàn)的提升上帶來(lái)更大想象空間，金宇杰表示以前好的控制器標(biāo)準(zhǔn)是“按下按鈕就有反應(yīng)”，但現(xiàn)在行業(yè)希望處理器本身有預(yù)知性，這也意味著引入人工智能要素的重要性。

例如，在相關(guān)設(shè)備中加上智能識(shí)別、故障檢測(cè)、語(yǔ)音控制等功能，或超市中能夠辨別物品來(lái)直接進(jìn)行稱(chēng)重結(jié)賬的電子稱(chēng)，以及交通出行中車(chē)輛對(duì)于障礙的識(shí)別。另如同文章開(kāi)頭談到的電梯，通過(guò)內(nèi)置有NPU的恩智浦MCU產(chǎn)品，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)于乘梯人數(shù)的精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，設(shè)計(jì)出更智能的電梯人數(shù)限制超載的案例，也許不久以后，當(dāng)乘客過(guò)多時(shí)，在電梯門(mén)口頻繁進(jìn)進(jìn)出出以重置超載提醒的行為將只會(huì)成為暴露年齡的回憶。

而之所以說(shuō)“不久以后”，就源于MCX系列簡(jiǎn)單安全的開(kāi)發(fā)組合體驗(yàn)。

專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)者的組合體驗(yàn)

恩智浦還讓對(duì)于X種可能的創(chuàng)新產(chǎn)品安全易開(kāi)發(fā)。金宇杰在介紹MCX系列的最后專(zhuān)門(mén)表示：“我們可以幫助縮短開(kāi)發(fā)周期，持續(xù)強(qiáng)化片上的安全性。總體來(lái)說(shuō)，這就是MCX希望提供給開(kāi)發(fā)者的組合體驗(yàn)?！?/p>

在安全性方面，MCX N系列專(zhuān)門(mén)嵌入了恩智浦特有的安全系統(tǒng)EdgeLock，繼承了一貫高安全特點(diǎn)和可靠性能，四大系列產(chǎn)品也均優(yōu)化了整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

在助力縮短開(kāi)發(fā)周期方面，MCX系列所有的開(kāi)發(fā)都受MCUXpresso支持，MCUXpresso是恩智浦免費(fèi)提供給開(kāi)發(fā)者的工具，通過(guò)沿用原來(lái)的系列繼續(xù)做無(wú)縫連接以支持新的產(chǎn)品系列。 此舉的好處在于，原先在LPC、Kinetis有開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的人員可以非常容易地?zé)o縫銜接使用MCX，不再需要花更多時(shí)間去學(xué)習(xí)新的開(kāi)發(fā)工具，從而加速開(kāi)發(fā)者對(duì)這個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

另外，恩智浦還簡(jiǎn)化了MCX系列的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高了內(nèi)部集成度，其中對(duì)于NPU的集成就是一個(gè)很好的案例，另外對(duì)于無(wú)線(xiàn)、電機(jī)控制、模擬、多媒體，甚至語(yǔ)音模塊，恩智浦都將一些關(guān)鍵的核心技術(shù)、IP集中在MCU里面。

對(duì)于NPU的相關(guān)人工智能應(yīng)用開(kāi)發(fā)而言，NPU的加速器也會(huì)支持基于eIQ的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，開(kāi)發(fā)人員可利用eIQ提供的易于使用的工具來(lái)訓(xùn)練針對(duì)NPU或CPU內(nèi)核的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，并將其部署在MCU上。 這也與恩智浦之前發(fā)布的MCU或MPU上基于CPU的開(kāi)發(fā)環(huán)境和開(kāi)發(fā)工具保持了一致，為現(xiàn)有用戶(hù)和新用戶(hù)在開(kāi)發(fā)時(shí)增加機(jī)器學(xué)習(xí)和智能的元素提供了便捷。

“恩智浦的軟件支持可以跨越多代不同產(chǎn)品和不同的產(chǎn)品的組合，提供比較一致的功能和解決方案?！?王朋朋表示希望未來(lái)MCX系列能成為嵌入式工程師的好伙伴。

恩智浦的MCX系列無(wú)疑正在助力行業(yè)釋放物聯(lián)網(wǎng)邊緣的X種可能，并賦予更多設(shè)備擁有邊緣AI能力，推動(dòng)智能家居、智能工廠(chǎng)、智慧城市以及許多新興工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)邊緣應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新。

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