面向輕型機(jī)器學(xué)習(xí)，恩智浦出臺(tái)eIQ開(kāi)發(fā)環(huán)境及芯片

機(jī)器學(xué)習(xí)將推動(dòng)MCU下一波動(dòng)快速增長(zhǎng)
    IoT推動(dòng)了這幾年MCU的更新?lián)Q代,而下一波MCU的助推器是終端的機(jī)器學(xué)習(xí),包括家庭環(huán)境、聲音處理、手勢(shì)控制、智能感測(cè)&控制、多攝像頭觀察、個(gè)人資產(chǎn)、主動(dòng)目標(biāo)識(shí)別、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))等。
    典型的案例之一是目前發(fā)展火熱的人機(jī)界面的聲音處理,會(huì)推動(dòng)下一波白電等家電應(yīng)用的需求。例如在2018年10月的ArmTechCon2018大會(huì)上,恩智浦展示了聲控洗衣機(jī),可以與洗衣機(jī)對(duì)話,例如:“打開(kāi)洗衣機(jī)”。洗衣機(jī)會(huì)問(wèn):“你要怎樣洗?”可以回答:“我要標(biāo)準(zhǔn)洗”或“強(qiáng)力洗”。也可以告訴洗衣機(jī)洗什么樣的衣物,例如洗被子,或用什么方式洗,例如熱水洗、冷水洗等,洗衣機(jī)就自動(dòng)設(shè)置好。
    再例如圖形的識(shí)別,恩智浦在美國(guó)的一個(gè)是交通指示標(biāo)識(shí)識(shí)別,機(jī)器能夠識(shí)別紅綠燈、是路還是人,假設(shè)指示標(biāo)識(shí)斜著、模糊一點(diǎn),機(jī)器都可以辨認(rèn)出來(lái)。

邊緣AI的芯片布局

恩智浦有全套的MCU、MPU產(chǎn)品線,從低端MCU一直到高端的四核、八核高端處理器,所有這些芯片都可以用在機(jī)器學(xué)習(xí)、邊緣計(jì)算上。

客戶可以在云端進(jìn)行訓(xùn)練,通過(guò)軟件的推理,在終端的處理器上進(jìn)行應(yīng)用。

機(jī)器學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)環(huán)境eIQ

恩智浦主推的AI開(kāi)發(fā)環(huán)境是eIQ,也是機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)的開(kāi)發(fā)環(huán)境。底端的硬件平臺(tái)有傳統(tǒng)的MCU和MPU,諸如Kinetis、LPC等Cortex-M核的MCU產(chǎn)品,還有新的i.MX RT系列跨界處理器,高端的i.MX6、7、8等處理器,以及Layerscape處理器。

硬件平臺(tái)里,運(yùn)算的部分是核和硬件加速器,有Cortex-R、M和A核,GPU、DSP中放的是DSP核,未來(lái)一兩年內(nèi),恩智浦還將開(kāi)發(fā)ML(機(jī)器學(xué)習(xí))的加速硬件,這不同于大型的云端硬件加速,而是可以跨平臺(tái)、跨處理器和微控制器的用于終端計(jì)算的ML加速器。

在芯片之上是硬件抽象層,諸如OpenCL,OpenVX,Arm的計(jì)算庫(kù)/ CMSIS-NN,還有恩智浦的API等。
    再往上是推理機(jī)(Inference Engine),有很多種,主推的有Google的TensorFlow、TF Lite等。實(shí)際上,恩智浦支持所有開(kāi)發(fā)環(huán)境。現(xiàn)在還有新的NN Compiler(編譯器),例如Facebook的GLOW等。

在基于所有的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件硬件結(jié)合之后,恩智浦推出了全套的解決方案,包括音視頻及機(jī)械傳感器的解決方案(例如壓力、加速度傳感器的解決方案)。同時(shí)針對(duì)各種應(yīng)用,推出了應(yīng)用上的解決方案,例如ISP(圖像信號(hào)處理)、圖像加速、傳感器融合、全景環(huán)視(注:過(guò)去通常是車(chē)上用,現(xiàn)在家居方面也有很多應(yīng)用),還有前端的聲音的控制,諸如多揚(yáng)聲器。
    在揚(yáng)聲器方面,如果是兩個(gè)揚(yáng)聲器,用比較簡(jiǎn)單便宜的MCU就足夠了,例如LPC和Kinetis系列;如果更多揚(yáng)聲器,由于數(shù)據(jù)處理量很大,適合用i.MX RT跨界處理器平臺(tái),或i.MX 7、8、8M等高端處理器。

可見(jiàn)根據(jù)不同的應(yīng)用,恩智浦有不同的處理器配合,這是eIQ的概念。恩智浦的目標(biāo)是讓外界主流的推理機(jī)都能運(yùn)行在恩智浦的硬件上。
    恩智浦也有全套的芯片,覆蓋高端到低端。其中高端的i.MX用的是GPU、DSP,未來(lái)一兩年內(nèi),恩智浦還會(huì)推出ML加速硬件,是真正的專(zhuān)用加速器。

不久前,恩智浦還發(fā)布了新的跨界處理器i.MX RT600,以及低功耗的LPC5500,分別面向中端和低端邊緣AI應(yīng)用。

在戰(zhàn)略布局上,從傳統(tǒng)意義看,處理器/MCU性能越高,成本也會(huì)越高。恩智浦這幾年力圖把高性能低端化。這兩款產(chǎn)品就是這方面的案例。

其中,i.MX RT600跨界平臺(tái)的亮點(diǎn)是業(yè)界第一次把高性能DSP放到微控制器的環(huán)境里,而且這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的小DSP,是真正全功能的HiFi 4的DSP。i.MX RT600應(yīng)用很多,例如可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)5個(gè)人的人臉檢測(cè),每秒7幀。

 LPC5500是恩智浦推出的第一款40nm的內(nèi)置閃存MCU,里面沒(méi)有加高性能DSP,而是增加了PowerQuad DSP加速器,可以做機(jī)器學(xué)習(xí)的濾波、疊加等。里面還有加密引擎。功耗非常低。

恩智浦半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部全球產(chǎn)品總監(jiān) 曾勁濤