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释放物联网边缘的X种可能,全新恩智浦MCX系列有智慧易开发

2022年6月23日 14:26  CCTIME飞象网  作 者:魏德龄

飞象网讯(魏德龄/文)近年来,出门不带钥匙已经成为了很多人的新习惯,受惠于能够人脸识别的门锁,智能的物联网边缘免除了实体钥匙所带来的焦虑。甚至还让在回家前乘坐的电梯发生了变化,新增加的一块小屏幕能够显示运行状态,发生超载、携带危险品等状况时甚至还有语音播报提醒。

这一切正源于物联网边缘的智能化爆发,传统的门锁、电梯被赋予了新生,AI让它们有了判断力,连接又让数据能够流动,进而带来生活上的种种改变。实际上,从随身的可穿戴设备,到家庭中的各类电器,以及未来自动化工厂中的机器人,物联网边缘正在爆发出X种可能。

 

物联网边缘的X种可能

自2020年后,物联网已经进入一个非常成熟的阶段,根据IHS的预测,到2030年整个互联设备的数量将超过750亿个,智能互联设备、智能工厂、智能家居、智能汽车等所衍生出的智能化需求,也造就了在安全边缘对于控制器、处理器的需求。

“MCX系列就迎合了这样的一个需求,时代给我们一个机会,我们也利用这个机会推出产品。 ”恩智浦大中华区工业与物联网市场高级总监金宇杰表示全新MCX微控制器产品组合正因此孕育而生。

该产品组合拥有N、A、W、L四个系列,满足目前物联网不同领域的需求,可应用于各种类别的产品中。

MCX N系列(高性能系列)可以满足面向机械臂、智能电梯、智能门锁这类对智能运算有着更高预见性要求的设备,工作运行频率为150到250MHz,更重要是的还首次将NPU和DSP放入到MCU中,并同时嵌入了恩智浦特有的安全系统EdgeLock。

MCX A系列(基准系列)可满足各类智能家电产品的需求,作为基础入门款MCU,工作频率在48到96MHz之间,内置定时器、低引脚数、单引脚电源,恩智浦还在该系列中针对成本受限的应用进行了优化。

MCX W系列(无线连接系列),集成了低功耗的蓝牙模块,以及一些外围器件,使得整个BOM与板载集成度降低,可应用于如游戏手柄这样需要无线连接能力的产品,工作频率在32到150MHz之间。

MCX L系列(超低功耗系列)满足了如可穿戴设备这样需要续航敏感的产品,集成了原LPC中的低功耗技术,拥有超低的动态功耗和非常低的泄漏功耗,工作频率在50到100MHz之间。

从不同系列的产品参数细节上可以看出,MCX中的四大系列实现了更高的可拓展性,从入门级一直到集成NPU与DSP的高性能MCU,其中也有具备无线连接能力和低功耗的,可搭配的内存也从4MB闪存到1MB SRAM,让物联网边缘的X种可能,都能找到适合的方案。

 

NPU首次来到MCU

另从MCX N系列的规格中不难发现,NPU首次内置于MCU无疑是产品的一大亮点。近年来,边缘AI能力愈发在物联网设备上崭露头角,不必依赖于云端能力,AI算力可以更低延迟的助力于相关案例,同时也能将敏感信息留存于本地,保障用户的隐私安全。

MCX N系列中的NPU由恩智浦自主进行设计,拥有出色的性能和能效,采用单一架构,性能可覆盖从高效的32次运算/周期至超过2000次运算/周期,并支持未来的扩展。相对于以往采用CPU进行机器学习,性能有了巨大提升,例如对比Cortex-M33内核有至少30倍以上或更高的加速。由于机器学习的卷积处理改为由NPU全权负责,也就不必占用CPU资源。

“能够让CPU解放出来去做应该做的控制或实时处理,尽管DSP和CPU一样能够做一定的人工智能任务,但并不擅长,因此会白白浪费掉很多资源。”恩智浦边缘处理事业部系统工程高级总监王朋朋讲解了MCU内嵌NPU的好处。

NPU的存在也为物联网产品在体验的提升上带来更大想象空间,金宇杰表示以前好的控制器标准是“按下按钮就有反应”,但现在行业希望处理器本身有预知性,这也意味着引入人工智能要素的重要性。

例如,在相关设备中加上智能识别、故障检测、语音控制等功能,或超市中能够辨别物品来直接进行称重结账的电子称,以及交通出行中车辆对于障碍的识别。另如同文章开头谈到的电梯,通过内置有NPU的恩智浦MCU产品,就能实现对于乘梯人数的精准统计,设计出更智能的电梯人数限制超载的案例,也许不久以后,当乘客过多时,在电梯门口频繁进进出出以重置超载提醒的行为将只会成为暴露年龄的回忆。

而之所以说“不久以后”,就源于MCX系列简单安全的开发组合体验。

 

专注于开发者的组合体验

恩智浦还让对于X种可能的创新产品安全易开发。金宇杰在介绍MCX系列的最后专门表示:“我们可以帮助缩短开发周期,持续强化片上的安全性。总体来说,这就是MCX希望提供给开发者的组合体验。”

在安全性方面,MCX N系列专门嵌入了恩智浦特有的安全系统EdgeLock,继承了一贯高安全特点和可靠性能,四大系列产品也均优化了整个系统的安全性。

在助力缩短开发周期方面,MCX系列所有的开发都受MCUXpresso支持,MCUXpresso是恩智浦免费提供给开发者的工具,通过沿用原来的系列继续做无缝连接以支持新的产品系列。 此举的好处在于,原先在LPC、Kinetis有开发经验的人员可以非常容易地无缝衔接使用MCX,不再需要花更多时间去学习新的开发工具,从而加速开发者对这个产品的开发。

另外,恩智浦还简化了MCX系列的系统设计,提高了内部集成度,其中对于NPU的集成就是一个很好的案例,另外对于无线、电机控制、模拟、多媒体,甚至语音模块,恩智浦都将一些关键的核心技术、IP集中在MCU里面。

对于NPU的相关人工智能应用开发而言,NPU的加速器也会支持基于eIQ的机器学习软件开发环境,开发人员可利用eIQ提供的易于使用的工具来训练针对NPU或CPU内核的机器学习模型,并将其部署在MCU上。 这也与恩智浦之前发布的MCU或MPU上基于CPU的开发环境和开发工具保持了一致,为现有用户和新用户在开发时增加机器学习和智能的元素提供了便捷。

“恩智浦的软件支持可以跨越多代不同产品和不同的产品的组合,提供比较一致的功能和解决方案。” 王朋朋表示希望未来MCX系列能成为嵌入式工程师的好伙伴。

恩智浦的MCX系列无疑正在助力行业释放物联网边缘的X种可能,并赋予更多设备拥有边缘AI能力,推动智能家居、智能工厂、智慧城市以及许多新兴工业和物联网边缘应用领域的创新。

编 辑:章芳
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