智胜边缘智能,恩智浦有备而来

日期:2024-10-14



随着数字化与智能化的浪潮席卷全球,边缘计算与边缘智能正以前所未有的深度重塑着我们的世界。边缘人工智能(AI)为工业及物联网市场开启了全新的机遇窗口,也带来了前所未有的挑战。而MCU作为核心芯片组件,其角色也愈发举足轻重。
在恩智浦边缘处理业务媒体交流会上,恩智浦半导体大中华区市场及销售副总裁钱志军介绍了在京圆满举行的“恩智浦工业和物联网技术峰会”。他强调:“此次峰会聚焦于前沿赋能技术,广泛覆盖智能工业、智能家居、医疗健康等热门应用领域。我们的管理精英与技术权威分享了市场趋势的深刻洞察,共同探讨了如何携手应对市场变局,共谋未来发展新篇章。”
会后,记者实地探访了技术峰会的方案展示。现场不仅精彩呈现了恩智浦的最新技术突破,更有超过70家代理商及生态伙伴的杰出方案同台竞技,共同演绎了一场技术盛宴。
恩智浦半导体资深副总裁兼边缘处理业务总经理Charles Dachs随后分享了关于边缘处理趋势与微控制器(MCU)技术演进的独到见解,全面剖析了其MCU业务战略蓝图,并针对不同细分领域展示了丰富多元的MCU产品线与综合解决方案,彰显了其在边缘智能领域的深厚积淀与前瞻布局。

智能互联时代的机遇与挑战
当前,AI正以前所未有的速度渗透至各个应用领域,我们正置身于一个充满无限可能的时代。在这些引领潮流的主要趋势中,不乏让我们倍感振奋的动向,它们正深刻影响着MCU厂商为客户提供的解决方案。
Charles Dachs表示,到2030年,预计全球将有超过500亿台智能互联设备,都是由一系列关键市场趋势所驱动。首要趋势便是绿色能源与能效提升,它已成为推动设备数量激增的重要力量,无论是家庭、楼宇、工厂还是汽车行业,趋势均显而易见。



另一大驱动力则是系统自主性的显著增强,其自主决策能够为家庭生活带来便捷,提升工厂流程与制造效率,推动汽车自动驾驶的普及。这种自主性的飞跃,无疑对边缘处理能力提出了更高要求,也促使我们在边缘智能管理方面做出更多努力。
在他看来,这些智能设备均处于互联状态,无论是蓝牙、Wi-Fi还是5G技术,都在其中发挥着关键作用。在工业物联网领域的核心应用中,互联设备的数量正以惊人的速度增长。然而,这也带来了严峻的安全挑战。以制造环境为例,由于设备间高度互联,必须确保这些基础设施免受黑客攻击与恶意侵害。为此,无论是欧洲、中国还是美国,都在加强对这一领域的监管。

深耕中国市场,引领转型创新
谈到恩智浦在中国市场的布局与深耕,Charles Dachs说,作为全球技术创新的领导者,恩智浦站在众多转型创新前沿,帮助身处变革核心舞台的中国紧跟电气化、AI、机器学习(AL)以及汽车、工业物联网领域的诸多趋势。
他回顾到,恩智浦与中国市场的渊源可追溯至30多年前。如今,恩智浦在大中华区拥有超过9,000名员工,遍布14个办事处和6座研发中心,其中天津的封测厂世界领先。其工程师团队三分之一植根于中国本土。
恩智浦还在中国构建了一个涵盖硬件设计、软件开发、系统工程、客户支持和销售市场的全方位团队,孕育了超过200个由中国定义、研发、执行并交付的产品,且这一数字仍在持续增长。“我所在的业务部门,绝大多数产品都源自中国制造。”他自豪地说。
他表示,这一切成就,源于恩智浦与中国客户和合作伙伴的紧密合作。恩智浦服务超过6,000家中国客户,共同推动创新走向终端市场,这一数字还在继续攀升。天津的云实验室便是其在中国本土创新的一个生动例证。恩智浦的团队、设施为客户提供硬件和软件环境,激发他们基于恩智浦产品的创新灵感。
“在中国市场,我们看到了诸多与恩智浦产品和服务高度契合的机遇。汽车和工业物联网领域是我们重点发力的方向。在工业物联网领域,我们聚焦于工厂自动化、医疗、楼宇和能源、智慧家庭四大重点领域,与众多头部企业建立了深厚的合作关系。”Charles Dachs说。
他补充说,随着产品和解决方案复杂性的大幅提升,恩智浦不再仅仅聚焦于芯片和硬件层面,而是致力于提供更全面的系统级解决方案。通过三个层面——底层软硬件基础、中间层特定技术创新,以及顶层系统级解决方案的整合满足客户需求。



在底层,恩智浦提供处理、模拟、电源管理、传感器等功能;在中间层,定义了信息安全、连接、AI等12个重点技术领域,并投入巨资进行研发;在顶层,恩智浦巧妙地将底层处理与技术专长相结合,以更有效、更有意义的方式打造完整系统,解决客户问题,实现创新应用。



他强调,与其他公司相比,恩智浦在创新投资方面独树一帜。恩智浦不仅将大量收入用于研发,还提供了完整的参考设计、与合作伙伴共同开发的概念验证,以及包括电路板和应用代码示例在内的完整开发创新环境。这一切,都旨在更好地满足客户需求,推动创新,实现共同发展。

处理器产品路线图全面覆盖
从处理器产品路线图来看,恩智浦展现出了广泛的布局和深厚的实力。从传统MCU,到跨界处理器,再到应用处理器,其产品线覆盖整个处理过程,满足不同细分市场的多样化需求。从几十兆的传统MCU,到GHz级别的跨界处理器,再到主频更高、复杂性更强的多核应用处理器,恩智浦的产品在市场上以其全面性著称。



随着各细分市场的复杂性日益增加,对软件的需求也在不断攀升。恩智浦凭借其软件开发工具,使客户能够轻松地在其广泛产品系列中重用和复用软件,有效应对软件复杂性的挑战。
Charles Dachs介绍道,在边缘处理器领域,恩智浦更是投入巨大,今年推出了多款重量级产品。其中,MCX系列是其得意之作。MCX N集成了NPU,首次在MCU中实现了边缘侧的AI和ML处理能力,定位于高性能的高级信号处理技术;MCX A则以其高性能的智能外设成为主流和广泛应用的处理器系列;MCX C、MCX L和MCX W则分别针对入门级低功耗应用、超低功耗应用和安全、互联、窄带应用进行了优化。
除了MCU,恩智浦在跨界处理器和应用处理器领域也推出了多款新品。其中,RT1180实时控制TSN开关针对工业和通讯领域进行了优化;而i.MX 9系列应用处理器则集成了NPU,具备高效的AI和AL处理能力。特别是i.MX 95,其核数更多,能够胜任高性能多媒体应用。



值得一提的是,刚刚发布的RT700跨界处理器,以其低功耗、高性能的特点,成为了市场上的明星产品。与前几代产品相比,RT700的功耗有了显著改善,同时集成了NPU,非常适合边缘侧的AI和ML处理。其应用场景广泛,包括AR眼镜、穿戴设备、医疗和智能家居等。
此外,RT700还包含两个M核、两个DSP和一个NPU五个核,为客户提供了强大处理能力。恩智浦的eIQ工具更是为客户工程师提供了从模型开发、训练、部署、测试到转化的全方位支持,使开发工作变得轻松易行。



与上一代产品RT500相比,RT700在功耗方面有了巨大提升,非常适合低功耗应用。“提供连续处理只是帮助客户解决复杂性问题的第一步。未来,我们将继续投入更多资源,不断推出创新产品,助力客户构建更加复杂、更加智能的解决方案。”Charles Dachs表示。

功能安全、连接与AI/ML领先一步
在探讨恩智浦的12个重点技术领域时,Charles Dachs特别提到三大领域:功能安全、连接以及AI与ML。
在功能安全方面,恩智浦始终将安全性置于产品设计核心,致力于实现端到端的安全实施。其产品组合覆盖了从基础经济高效到高级别的全方位安全需求,通过引入真正的安全硬件区域,与竞争对手形成了显著的差异化。恩智浦还拥有专为处理用户系统安全性而设计的安全MCU,确保基础设施免受日益频繁的恶意软件攻击。



恩智浦还是少数能够提供全方位安全解决方案的公司之一,不仅通过硬件保障安全,还提供完整的云基础设施,允许客户管理MCU的安全密钥,形成了硬件+软件+云端的综合安全体系。从硬件到终端设备,再通过云服务,恩智浦为客户提供了真正的信任根,实现了端到端的安全性。例如,凭借卓越的安全边缘能力,恩智浦率先获得了Matter认证,进一步巩固了在安全领域的领先地位。
此外,恩智浦前瞻性地考虑了量子计算对现有加密算法的挑战,并已在未来产品中做好了准备。所提供的处理解决方案为量子计算加密做好了铺垫,确保客户设备和基础设施的长期安全性。这体现了恩智浦对市场发展方向的深刻洞察,以及通过创新为客户带来真正价值的承诺。
在回答记者提出的关于量子计算的关切时,Charles Dachs指出:“恩智浦的解决方案均内置了安全功能,旨在防范各类攻击。而现有的加密技术在量子计算面前将不再安全,因其强大的算力能轻易破解当前的加密算法。作为全球仅有的两家能提供全面硬件、软件及云端解决方案的供应商之一,恩智浦已研发出新型机制与算法,能有效抵御量子计算时代的此类攻击。”
除了功能安全,恩智浦还致力于扩展AI/ML功能。从32位MCU到跨界MCU,再到应用处理器,都内置了AI/ML加速器,提供多TOPS性能。恩智浦不仅通过硬件集成实现这一点,还提供了完整的软件框架eIQ,帮助开发人员和客户开发、训练、测试并部署他们的模型。恩智浦的算力覆盖广泛,从10G到几个T不等,满足各种应用场景的需求。



Charles Dachs举例说,在洗衣机中,利用AI进行有效载荷管理,可以提高能源效率。当衣物放入洗衣机时,它会自动称重,并根据重量调整电机和机器的运行,从而实现低功耗。此外,随着延迟和隐私监管的要求越来越高,更多AI/ML功能正在向边缘迁移。恩智浦的i.MX 9系列产品能够在边缘运行大语言模型,无需连接到云端,使设备变得智能和自主。
最后,他谈到了连接。恩智浦不仅提供处理产品组合,还是唯一一家拥有让客户访问智能连接设备所需的所有不同连接元素的公司。所提供Wi-Fi、蓝牙、Thread、Zigbee、UWB、NFC等全面的连接方案与底层处理能力相结合,是恩智浦帮助生态系统和客户开发其用例的关键之一。



综上所述,恩智浦在每个技术支柱中都提供了真正的创新和差异化。“现在,我们正致力于将这些技术整合成客户可以快速使用和实施的产品,以缩短上市时间,减少他们构建最终应用的工作量。”他说。

FRDM开发平台赋能工程师自由创新
恩智浦有一个FRDM(寓意“自由开发板”)开发平台,自数月前MCX问世,就不再是单一的芯片,而是集成了整个开发板的生态系统。如今,这一理念已延伸至跨界MCU与应用处理器领域。目前,恩智浦拥有超过10款FRDM开发板,覆盖MCX N、MCX A、MCX W及MCX L系列,为工程师提供了轻松上手、快速开发应用程序的绝佳平台。



在此基础上,恩智浦创新性地引入了类似乐高积木的扩展模式,工程师只需简单地将扩展模块插入FRDM板(如图形处理模块),即可享受丰富的扩展资源,迅速开发出心仪的HMI应用程序。“然而,我们的追求远不止于此。目前,我们已拥有近100个应用示例,且数量仍在快速增长。”Charles Dachs补充说。
详尽的示例代码有助于工程师借助FRDM开发板,根据应用需求选择合适的扩展模块,并从丰富的应用代码示例中挑选起点,从而大幅加速开发进程。在恩智浦构建的环境中,客户尽享创新的自由。

创新应用案例展现中国团队实力
Charles Dachs最后展示了几个出自恩智浦中国团队之手的案例。首先是AI/ML与电机控制技术的融合,它能够在电动工具中实现自动停止功能,利用MCX N系列芯片强大的本地模型推理能力,结合eIQ工具,使客户轻松实现电机控制与AI功能的双重集成。
在电力转换领域,利用MCX N与W系列芯片打造了一整套AFCI功能方案,结合处理能力、连接能力与AI/ML技术,为逆变器和储能产品提供高效解决方案,并由本地实验室与技术支持确保客户轻松实现功能。
在医疗领域,恩智浦将AI与AL应用于呼吸机,通过声音检测识别病人打鼾声,实现精准保护,i.MX RT系列与软件方案相结合,实现二合一功能。



在智慧工厂中,恩智浦提供MCU、MPU及连接方案,助力提高效率与准确性,同时,赋能中国生态合作伙伴,提供模组级或方案级产品,加速客户开发与量产。
在电器领域,恩智浦推出的语音控制功能基于自主研发的VIT Speech to Intent技术,支持多语言控制,满足全球市场需求。
最后,Charles Dachs展示了恩智浦在边缘应用大型语言模型的实力,凭借i.MX 95处理器、PMIC及连接芯片,提供完整解决方案,助力家庭与工厂环境做出明智决策。

写在最后
恩智浦依托三大基石——底层软硬件基础、中间层特定技术创新以及顶层系统级解决方案,探索了12项技术前沿,尤其是通过信息安全、连接、AI等关键层面的整合,满足了客户多样化的需求,推动了创新应用的发展。
展望未来,恩智浦将继续投入更多资源,不断推出创新产品,助力客户构建更加复杂、更加智能的解决方案。同时,恩智浦也将继续深耕中国市场,与合作伙伴及客户携手共进,共同推动数字化转型和创新发展。

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