STM32釋放開發(fā)創(chuàng)造力 推動(dòng)云連接智能終端發(fā)展

（魏德齡/文）關(guān)于當(dāng)下世界所發(fā)生的變化，只要環(huán)視下周圍的設(shè)備，或許就能發(fā)現(xiàn)見微知著的地方。通過手機(jī)就能查詢數(shù)據(jù)的智能表，無時(shí)無刻監(jiān)測健康數(shù)據(jù)的可穿戴設(shè)備，增加了各種大小屏幕實(shí)現(xiàn)交互升級(jí)的白色家電，甚至部分設(shè)備還開始有了AI的助力。

無處不在的數(shù)據(jù)、不斷升級(jí)的交互，以及正在落地邊緣的AI成為了這個(gè)快速變化的科技世界中的三大趨勢?！霸谶@個(gè)快速變化的世界里，數(shù)十億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的自動(dòng)化程度和連接緊密度在不斷提高，同時(shí)它們也需要在本地安全地處理更多的數(shù)據(jù)。我們把它稱之為云連接的智能終端 (cloud-connected intelligent edge)?！币夥ò雽?dǎo)體中國區(qū)微控制器、數(shù)字 IC 與射頻產(chǎn)品部 (MDRF)、物聯(lián)網(wǎng)/人工智能技術(shù)創(chuàng)新中心及數(shù)字營銷副總裁朱利安表示這一切背后的重要助推器和核心組成部分正是微控制器，而近期ST發(fā)布的一系列新品，將會(huì)進(jìn)一步釋放開發(fā)人員的創(chuàng)造力，推動(dòng)這一變化升級(jí)。

持續(xù)的數(shù)據(jù)與連接

隨著場景的細(xì)化，很多小型化的設(shè)備成為數(shù)據(jù)監(jiān)測的一手來源，例如恒溫器、智能表計(jì)、煙火探測器，又如很多人正在使用的活動(dòng)追蹤器與GPS等。這些設(shè)備由于需要電池進(jìn)行供電，也就需要一顆功耗、功能以及成本完美平衡的MCU。

“在一些便攜式胰島素泵、智能表計(jì)等產(chǎn)品上，我們看到對(duì)功能、資源、安全的要求越來越高，STM32U0在已有的一些量產(chǎn)項(xiàng)目上，都有著很好的表現(xiàn)?！币夥ò雽?dǎo)體中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部市場經(jīng)理張明表示。

作為超低功耗 MCU 家族新成員的STM32U0系列，有著優(yōu)異的低功耗表現(xiàn)，在靜態(tài)功耗下實(shí)現(xiàn)超15倍以上的功耗優(yōu)化，動(dòng)態(tài)功耗也有近36%的優(yōu)化。在實(shí)際產(chǎn)品驗(yàn)證中，水表類應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)38%功耗的優(yōu)化，傳統(tǒng)工業(yè)傳感器也能有近50%以上的功耗優(yōu)化。

這與STM32U0的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有著很大關(guān)系，其擁有一顆 Cortex M0+內(nèi)核，以及一個(gè)ART 加速器，可更快執(zhí)行相關(guān)應(yīng)用，進(jìn)而讓整個(gè)系統(tǒng)更快進(jìn)入低功耗模式，降低整體功耗。同時(shí)，STM32U0還集成了如LCD驅(qū)動(dòng)器、MSI內(nèi)部振蕩器等功能，高集成度也降低了BOM成本，擁有更具吸引力的售價(jià)。

有了數(shù)據(jù)之后的需求便是連接，對(duì)于小型且續(xù)航敏感的設(shè)備而言，藍(lán)牙是實(shí)現(xiàn)連接能力的不二之選。同期發(fā)布的STM32 WBA系列無線MCU產(chǎn)品支持多種2.4G協(xié)議，包括低功耗藍(lán)牙、Open Thread、ZigBee以及基于Thread 的Matter 協(xié)議，采用40納米公益，內(nèi)置的Cortex M33 內(nèi)核主頻可達(dá)100MHz。支持溫度達(dá)到105度，可以更好的滿足在工業(yè)上的應(yīng)用。

STM32 WBA可以很好的滿足工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備和消費(fèi)電子、智能家具控制的場景需求。例如在健康和醫(yī)療領(lǐng)域，由于產(chǎn)品可支持BLE 5.4，通過多連接特性可最多實(shí)現(xiàn)20個(gè)設(shè)備的同時(shí)連接，更好滿足了便攜式醫(yī)療設(shè)備中主設(shè)備與多個(gè)子設(shè)備間的連接。同時(shí)在待機(jī)模式下小于140nA的低功耗特性，也能更好的滿足醫(yī)療設(shè)備的電池續(xù)航壽命需求。

“對(duì)于低功耗藍(lán)牙，功耗是很重要的指標(biāo)，小于140nA對(duì)于一些出海設(shè)備而言，不運(yùn)行的時(shí)候可以提供更好的續(xù)航時(shí)間，同時(shí)在射頻運(yùn)行過程中可以提供豐富的低功耗運(yùn)行模式，用戶可根據(jù)自身設(shè)備系統(tǒng)要求來選擇最適合的低功耗運(yùn)行方式。”意法半導(dǎo)體中國區(qū)微控制器、數(shù)字 IC 與射頻產(chǎn)品部 (MDRF) 市場經(jīng)理于引表示。

全面的交互升級(jí)

只要在近年來更新過白色家電，就能發(fā)現(xiàn)其最顯著的變化就在于曾經(jīng)復(fù)雜的按鈕與旋鈕正在被一塊可觸控的屏幕所取代，甚至還能直接用語音進(jìn)行溝通。移動(dòng)設(shè)備上已經(jīng)習(xí)以為常的交互方式升級(jí)正逐步在傳統(tǒng)白色家電的身上發(fā)生。

不過白色家電身上新增的那一塊屏幕同樣需要算力的支撐?！拔覀兊?STM32H7R/S 可以很好的填補(bǔ)這一部分,幫很多客戶實(shí)現(xiàn)高實(shí)時(shí)運(yùn)算,同時(shí)也有很好的圖形顯示。” 意法半導(dǎo)體中國區(qū)微控制器、數(shù)字 IC 與射頻產(chǎn)品部 (MDRF) 市場經(jīng)理黃熘表示新品高性能MCU  STM32H7R/S，作為圖顯系列在實(shí)時(shí)MCU上，可以運(yùn)行MPU級(jí)別應(yīng)用，并擁有更高設(shè)計(jì)自由度，同時(shí)繼承了MCU生態(tài)系統(tǒng)，助力加速工程師們開發(fā)。

作為高性能系列，STM32H7R/S擁有目前已發(fā)布的H7系列中的最強(qiáng)單核，內(nèi)置主頻600MHz的Arm Cortex-M7內(nèi)核，CoreMark跑分可達(dá)3174分，DMIPS可達(dá)1284分。STM32H7R/S還是STM32里的第一款bootflash MCU，配備快速的外部存儲(chǔ)器接口，便于開發(fā)者更靈活地選擇存儲(chǔ)器和架構(gòu)。在接口上，擁有兩個(gè)200MHz高達(dá)16位的SPI,實(shí)現(xiàn)高吞吐量。 同時(shí)，客戶如果選擇最新NeoChrom GPU，可支持更高清和流暢的UI圖形設(shè)計(jì)，并降低圖形化數(shù)據(jù)上對(duì)于CPU的負(fù)載。

這就意味著STM32H7R/S可以為冰箱、洗衣機(jī)、微波爐的顯示面板提供支撐。極強(qiáng)的連通性與安全穩(wěn)定性在工業(yè)控制上也能實(shí)現(xiàn)很好的落地。由于其600MHz的主頻性能，在一些機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也正在受到廣泛關(guān)注。

ST還為客戶提供了兩種開發(fā)板，其中一款可對(duì)顯示屏幕性能進(jìn)行評(píng)估，擁有WVGA高分辨率，助力探索開發(fā)多功能原型。

落地邊緣的AI

提及交互，AI無疑已經(jīng)成為了實(shí)現(xiàn)下一次交互升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)。邊緣AI的概念在云連接智能終端上的“智能”二字上已經(jīng)承擔(dān)起了新的使命。邊緣AI如同每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)個(gè)體的小腦，提供一種快速反應(yīng)、本能式的智能。

“凡是和智慧相關(guān)的應(yīng)用,設(shè)計(jì)者們都會(huì)去想有沒有 AI 在里面?” 意法半導(dǎo)體中國區(qū)微控制器、數(shù)字 IC 與射頻產(chǎn)品部 (MDRF) 市場經(jīng)理杜銘在言語中表達(dá)了目前在泛智能家具、智慧城市等領(lǐng)域?qū)τ贏I能力的思考。

新登場的STM32MP2微處理器專門內(nèi)置了AI加速單元，該NPU加速器算力達(dá)1.35TOPS。

“我相信這也是 MPU 的一個(gè)運(yùn)算趨勢。”杜銘表示ST在高性能MPU上對(duì)于NPU的集成，將可下沉或分解到本地的邊緣 AI。同時(shí)，邊緣AI成本更低、應(yīng)用更靈活、系統(tǒng)集成速度更快。

ST還為STM32MP2提供了兩種數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練方式，工程師既可通過自己的數(shù)據(jù)模型在本地MPU編譯器上進(jìn)行優(yōu)化和轉(zhuǎn)換，最后實(shí)現(xiàn)部署。也可通過ST的模型庫，選擇其中一個(gè)模型建立邊緣AI計(jì)算能力，通過MPU的離線編譯器或云端編譯器，編譯優(yōu)化二進(jìn)制代碼，最終實(shí)現(xiàn)邊緣AI應(yīng)用的部署。

ST模型庫中提供了四類模型，包括運(yùn)動(dòng)姿勢估算、圖像分類、語義分割及物體檢測。MPU離線編譯器則分為桌面版和云端版，均可實(shí)現(xiàn)模型的優(yōu)化、量化與轉(zhuǎn)換，無論是在本地還是云端，編寫好的代碼均可運(yùn)行在STM32MP2的開發(fā)板上進(jìn)行驗(yàn)證。

STM32的Linux還提供了一個(gè)名為X-Linux-AI的擴(kuò)展包，所有軟件和工具均放在這一Linux框架內(nèi)，包括 Python語言、Gstreamer、Open CV 等，為開發(fā)工程師提供一站式解決方案的完整AI生態(tài)。

此外，STM32MP2 還是面向 64 位應(yīng)用的處理器，并繼承了上代優(yōu)秀的多媒體單元，包括支持高達(dá)1080p分辨率的3D GPU，同時(shí)支持 RGB、LVDS 和 MIPI DSI 的接口，滿足不同的圖像輸出需求。內(nèi)置的ISP 功能的 MIPI CSI 兩線的攝像頭接口在機(jī)器視覺與多媒體應(yīng)用上帶來了更大提升。讓AI生態(tài)系統(tǒng)不僅可以跑在NPU上，也可根據(jù)需求適時(shí)跑在CPU和GPU上。

顯然，作為這一世界助推器和核心組成部分的微控制器的正在更進(jìn)一步，從挖掘更多數(shù)據(jù)與機(jī)遇，到提升連通性，再到不斷推動(dòng)傳統(tǒng)設(shè)備的交互升級(jí)，讓AI無處不在。ST的一系列新品正在釋放全新創(chuàng)造力。

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