意法半導(dǎo)體NanoEdge AI Studio軟件加速智能傳感器系統(tǒng)開發(fā)

著智能感知技術(shù)的發(fā)展，人工智能(AI)與運(yùn)動(dòng)傳感器結(jié)合愈發(fā)深入：從“on the edge”到“in the edge”?；贏I的智能傳感器通過提升傳感器性能，減少數(shù)據(jù)傳輸，從而加快本地決策速度和降低系統(tǒng)功耗，并通過將數(shù)據(jù)保持在本地增強(qiáng)隱私安全。智能感知技術(shù)推動(dòng)我們從線下(Offline)時(shí)代進(jìn)入線上(Online)時(shí)代，進(jìn)而邁向始終在線(Onlife)時(shí)代。

在“Onlife”時(shí)代, 應(yīng)用邊緣的傳感器中集成智能處理功能，使聯(lián)網(wǎng)對(duì)象可以無(wú)縫地感知、處理并采取行動(dòng)，而不會(huì)影響用戶體驗(yàn)，也無(wú)需連通線上和線下世界。人工智能分布在各節(jié)點(diǎn)，以更少的數(shù)據(jù)傳輸支持更節(jié)能的連接設(shè)備、增強(qiáng)的數(shù)據(jù)隱私和更快速的決策。

智能傳感器處理單元(ISPU)：

“Onlife”時(shí)代背后的技術(shù)

近日，意法半導(dǎo)體推出了內(nèi)置智能傳感器處理單元(ISPU)的新工業(yè)六軸傳感器ISM330ISN，推動(dòng)onlife(一直在線)生活時(shí)代的到來(lái)，人們與經(jīng)過訓(xùn)練的智能設(shè)備互動(dòng)，智能技術(shù)從網(wǎng)絡(luò)邊緣移向深度邊緣設(shè)備。

ISM330ISN常開(always-on)6軸慣性測(cè)量單元(IMU)傳感器在保持原有IMU尺寸內(nèi)嵌入智能技術(shù)，能夠降低系統(tǒng)整體功耗和提升精度。意法半導(dǎo)體的新型IMU是物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)應(yīng)用的理想選擇，可加快響應(yīng)時(shí)間并延長(zhǎng)設(shè)備的電池壽命，適用于預(yù)測(cè)性維護(hù)工況監(jiān)測(cè)器、電池供電資產(chǎn)跟蹤器、機(jī)器人等工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。

ISM330ISN內(nèi)置的智能技術(shù)讓智能設(shè)備可在傳感器中執(zhí)行高級(jí)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法，而無(wú)需與外部微控制器(MCU)交互，從而降低了系統(tǒng)級(jí)功耗。意法半導(dǎo)體直接在傳感器芯片上集成了為機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用優(yōu)化的專用處理器ISPU，這個(gè)智能內(nèi)核占用的芯片面積非常小，因此，ISM330ISN模塊的封裝面積比典型的在封裝內(nèi)整合MCU的傳感器解決方案小50%，功耗低50%。

NanoEdge AI Studio軟件

加速智能傳感器系統(tǒng)開發(fā)

為加速用戶系統(tǒng)開發(fā)，意法半導(dǎo)體最近還宣布， NanoEdge AI Studio機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)軟件現(xiàn)在可支持ST的ISPU。

設(shè)計(jì)人員可以用NanoEdge AI Studio把推理任務(wù)分配給系統(tǒng)微控制器(MCU)和內(nèi)置ISPU的傳感器等多個(gè)設(shè)備，從而顯著降低應(yīng)用功耗。在執(zhí)行事件檢測(cè)任務(wù)時(shí)，內(nèi)置ISPU的常開傳感器的功耗非常低，僅在傳感器檢測(cè)到異常時(shí)才會(huì)喚醒MCU。

該工具提供了完整的端到端自動(dòng)化開發(fā)流程，大幅簡(jiǎn)化了高性能AI算法的開發(fā)過程，例如，異常檢測(cè)、分類和回歸。除提高開發(fā)便利性和工作效率外，在部署前不需要大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型。此外，該軟件還支持增量學(xué)習(xí)，為沒有訓(xùn)練完的模型完成訓(xùn)練增加了額外的靈活性。

借助這一工具，用戶能夠輕松生成自動(dòng)優(yōu)化的機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)。只需很少的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)，就可以直接在ISPU內(nèi)設(shè)計(jì)具有AI學(xué)習(xí)能力的異常檢測(cè)庫(kù)，不需要有專門的數(shù)據(jù)學(xué)知識(shí)技能。

意法半導(dǎo)體模擬 MEMS 和傳感器產(chǎn)品部營(yíng)銷總經(jīng)理 Simone Ferri表示：“智能從前是部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣的應(yīng)用處理器上，而現(xiàn)在正在轉(zhuǎn)向深度邊緣的傳感器內(nèi)部。ISM330ISN IMU預(yù)示著新一類智能傳感器的來(lái)臨，開始利用嵌入式AI處理復(fù)雜任務(wù)，例如模式識(shí)別和異常檢測(cè)，大大提高了系統(tǒng)能效和性能。”

ISM330ISN技術(shù)細(xì)節(jié) ISM330ISN是意法半導(dǎo)體的iNEMO IMU慣性測(cè)量單元家族成員，集成了一個(gè)三軸加速度計(jì)和一個(gè)三軸陀螺儀，具有低噪聲感測(cè)性能，輸出數(shù)據(jù)速率(ODR)達(dá)6.6kHz。借助ISPU智能內(nèi)核，傳感器具有高準(zhǔn)確度且性能穩(wěn)定，同時(shí)在加速計(jì)和陀螺儀都工作的組合模式下僅消耗0.59mA電流。

意法半導(dǎo)體的ISPU基于數(shù)字信號(hào)處理(DSP)架構(gòu)，極其緊湊和節(jié)能，具有40KB的RAM內(nèi)存，并且在傳感器芯片上僅占用8000個(gè)邏輯門。ISPU執(zhí)行單精度浮點(diǎn)運(yùn)算，是設(shè)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用和二元神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。 在展現(xiàn)AI帶來(lái)的新的創(chuàng)造機(jī)會(huì)的同時(shí)，ISM330ISN還具有與傳統(tǒng)慣性模塊相同的3mm x 2.5mm x 0.83mm封裝尺寸。因此，設(shè)計(jì)人員可以快速、經(jīng)濟(jì)地升級(jí)產(chǎn)品，而無(wú)需更改現(xiàn)有的電路板布局。

ISM330ISN計(jì)劃于2022年下半年投產(chǎn)，可從意法半導(dǎo)體電子商城 st.com或代理商處購(gòu)買。該產(chǎn)品屬于意法半導(dǎo)體十年產(chǎn)品壽命保證計(jì)劃，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和制造商提供長(zhǎng)期供貨保證。NanoEdge AI Studio工具可從ST.com免費(fèi)下載。

審核編輯：湯梓紅