兼具低功耗、高效能、高安全特色 ADI MCU扮演边缘AI最强助力
- 赖品如／台北
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AI边缘运算、物联网应用普及速度加快，在此波发展中，技术持续精进的MCU提供了重要动能，美国半导体领导大厂 ADI 亚德诺半导体（Analog Devices），多年来凭藉着高整合、低功耗、运算速度、成本最佳化平衡等产品特色，协助客户抢攻市场，近期该公司举办的「边缘AI跃进未来-2024 ADI MCU论坛」，更邀请ADI专业团队、领域专家与合作夥伴，从不同面向深入剖析ADI微控制的功能产品细节。
ADI资深区域销售经理陈曜桎在「ADI MCU应用新趋势」演讲中指出，科技快速进步，MCU已成为现代电子设备不可或缺的核心装置，近年IT系统的运算架构逐渐从云端转向边缘，此架构可让数据在产生后立即被处理或销毁，达到降低延迟、提升设备效能，并有效保护使用者的隐私，不过边缘运算必须有强大的处理能力、数据隐私保护与低耗能为支撑，ADI作为MCU大厂，多年来持续透过技术研发与创新功能，可协助客户打造效能与成本俱佳的边缘运算产品。
陈曜桎接着表示，ADI MCU的产品线完整，其核心技术和创新主要聚焦于AI、低功耗，与安全性三大关键领域。在AI应用方面，ADI MCU整合的CNN加速器提供了强大的本地数据处理能力。可让边缘装置能够实时处理、分析数据，强化设备的反应速度和效率，降低对云端运算的依赖，此设计对需要实时决策的工业自动化应用尤为重要。低功耗部分，ADI MCU创新的低功耗技术，可在不影响效能的前提下，大幅减少能源消耗，从而延长装置的使用寿命，并让部署于线上的IoT设备维护成本最佳化。
至于ADI MCU的安全设计，则包括了多种先进加密技术（ChipNDA）和安全启动机制，可保护装置免受未经授权存取或数据数据被窃取、更改的风险，对金融服与基础设施监控架构而言，是最理想的选择。
除了完整产品线，ADI也致力打造强大的生态系，首先是与各类型夥伴建立合作关系，扩展服务范围，并提供多样化的技术和解决方案，满足客户在不同应用领域的需求。第二是开发工具，ADI提供的一系列的硬件工具和软件资源，可有效缩短产品开发时程，第三是全面的技术支持，ADI位于全球的技术团队，可提供实时且专业的技术谘询服务，协助客户善用ADI MCU的强大功能，抢攻市场商机。放眼未来，ADI将持续强化AI、低功耗、高安全性、无线通讯整合等功能，提供市场创新且高效的MCU解决方案。
兼具低功耗与高效能特色 ADI MCU满足户外场域需求
MCU将在新时代中扮演何种角色？逐渐成为电子设备开发者的焦点议题，对此，ADI工程师Neal Huang以该公司针对户外应用设计的MCU产品为例，提出专业看法。他强调ADI在此领域的MCU兼具低功耗与高效能、高安全性、高整合度等特色。ADI的低功耗MCU在运作模式时，功耗仅有44μA/MHz，在深度睡眠模式下，可进一步降至350 nA，保留全存储器模式的功耗也只有2.15μA，并可同时支持多种电源模式和智能DMA。高效能部分，ADI低功耗MCU可应用于需求多元的场域，且有助于降低BOM成本，并可安全启动与加密演算法等安全功能，保护系统免受外部威胁。至于ADI MCU的高整合度特色，则体现在强大的通讯界面、蓝牙、SIMO、AFE双电压GPIO等层面。为满足不同的设计需求和空间限制，ADI也提供BGA、TQFP、TQFN、WLP等多种封装选择，工程师可因应产品需求，灵活选择合适的ADI MCU。
从应用面来看，ADI的低功耗MCU线可分为穿戴式与医疗、工业、光通讯等三大类型，其中穿戴式和医疗设备领域的MCU具备高效能与低功耗设计，例如MAX32690就提供了104组I/O界面、1MB RAM以及3MBFlash，MAX32655型号则支持蓝牙5.2和AoA功能，可满足对定位准确性有高要求的医疗应用。工业应用方面，ADI MAX32670/71内建160kB RAM与384kB Flash，并加入ECC强化数据完整性。光通讯领域要求MCU具备高速数据处理和传输能力，ADI MAX32662不仅有80kB RAM和256kB Flash，并支持12位元的ADC、I2S、CAN总线与AES，适用于对高速与高安全性的光通讯系统。
在开发支持和资源方面，Neal Huang指出ADI提供了完整的软硬件开发环境，包括一系列的硬件开发工具和评估模块板(EVM)，开发者可搭配实验平台，实际操作并评估MCU效能。软件则有全面的SDK，其中包括丰富的示范程序码、驱动程序和文档，ADI的SDK可支持Eclipse、IAR和KEIl多种开发环境，满足不同开发者需求。此外ADI的开发环境也支持RTOS，特别是整合FreeRTOS，可加快开发具备实时效能产品的速度。
MAX78000强大效能 边缘运算架构首选
如何运用MCU提升AI边缘运算产品竞争力，已成为电子设备厂商的重要策略，对此议题，ADI工程师Tony Wu深入介绍该公司ADI MAX78000 MCU的功能，与此产品如何应用于边缘运算设备。Tony Wu指出，ADI MAX78000结合了超低功耗的ARM Cortex M4处理器和专为机器学习应用设计的CNN加速器，适合可穿戴设备、智能家居和工业监测系统等需要使用电池长期供电的场域。
MAX78000导入的创新低功耗设计，可大幅减少设备功耗并保持高效能运作。其电源管理系统可依据当下运算需求动态调整能耗，并在低电压下稳定运行，使用寿命可长达数月至一年。MAX78000整合的CNN加速器，可大幅强化处理效率，此CNN加速器可让MCU直接运行深度学习演算法，相较于一般MCU需要透过软件在CPU执行的做法，MAX780002的运算速度更快、功耗更低，因此可高效处理庞大数据量，适用于图像识别、语音识别和环境监测等需要实时分析数据的边缘运算架构。
处理能力方面，MAX78000 MCU采用ARM Cortex-M4和RISC-V处理器双核心架构，可让使用者界面、周边设备控制和深度休眠管理等功能设计更灵活性与高效，64组并行处理器，可处理复杂的机器学习模型，高达442KB的权重储存能力和512KB的数据储存容量，可让大型深度学习模型在边缘设备稳定运行。MAX78000 CNN加速器的出色效能，使其成为执行边缘视觉分析任务的理想选择。
ADI MAX78000 的独特设计和强大功能，已被应用于人脸识别、语音识别与关键字检测、智能家居、车牌识别、医学图像分析、环境监测等多种场域，随着边缘运算应用的普及，Tony Wu预计会有更多创新应用浮现，环球睿视与晋祥云端两家企业，就在论坛中介绍如何采用ADI MCU打造高效能解决方案。
环球睿视CEO苏育民表示，该公司善用ADI MCU开发的AI语意与语音解决方案，可实现边缘AI技术的应用。环球睿视已将自然语言理解（NLU）技术整合至小型芯片中，运用TinyML模型在资源有限的设备上运行高效AI算法，此解决方案的语音驱动功能可优化使用者体验，在没有网络连接的环境下，设备仍可实时接收指令并准确运作。
环球睿视选择ADI MAX78000 MCU作为核心的AI语意与语音解决方案，不仅可支持多语言处理，还能在嘈杂背景下精准识别语音，苏育民强调，此功能对需要部署于不同环境中的语音语意系统而言至关重要，环球睿视已开发出多种应用，智能语音客服、智能点餐系统适用于零售餐饮领域，语音识别与翻译服务则可在国际会议、旅游和教育等场域中，协助使用者打破语言障碍，另外在医疗健康、教育培训、车载系统等领域，环球睿视的解决方案也有广泛应用，苏育民指出，该公司的技术不仅提升了设备操作的便捷性和安全性，还可增强学习与工作效率，为人机互动开拓更多可能性。
晋祥云端科技多年来持续协助不同场域业者建构合适的机电系统，专案经理陈立明强调，ADI MCU的低功耗、存储器规格以及小封装设计，有效提升了该公司的产品效能，完整的范例代码、持续更新的软韧体版本与以及原厂高度支持，也是晋祥云端科技打造最佳化场域机电系统的最佳助力，未来该公司将持续扩大、深化ADI MCU的应用，为客户打造高效能自动化架构。
近期的云端科技温湿度传感系统采用的ADI MAX32660 MCU，具备小体积、低功耗和高速运算特色，专为农场与工业环境打造的蓝牙网络自动化控制系统，则选用双核心、支持蓝牙5.0，且具备高性价比的ADI MAX32666。至于显示面板模块，则导入ADI MAX32672，其大存储器容量、丰富I/O界面与ADC支持，可满足显示面板模块的高速与高CP值要求。
