AI技术专题之十六：在传感器中集成AI功能，用于边缘决策

来源:意法半导体中国发布时间:2022-12-142189浏览

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在过去20年里，我们的技术交互方式发生了天翻地覆的变化。如今，各式各样的智能设备能帮助我们感知环境、处理信息并采取行动。这就是我们所说的“Onlife时代”，一个通过融合不同设备、内容与物质世界来提供终端用户体验的时代。Onlife时代的标志是什么？是边缘智能处理由外到内的转变；是对无缝数字生活体验的承诺。
在当时，在标准封装的MEMS传感器中内置可编程内核的想法非常超前。现如今，边缘AI领域中的传感器正在应对新的挑战，力求将智能处理单元集成在一小块硅片中，在不同特性之间实现理想平衡。首先，在不影响处理能力的情况下，实现微瓦级的功率预期。其次，采用成熟传感器技术架构无中断解决方案的有限物理处理和内存存储。最后，为系统设计人员提供具备兼容性和灵活性的传感器，为数百万嵌入式系统开发人员提供开放式解决方案。

现在，所有这一切都已成为现实——意法半导体在MEMS传感器中嵌入了可编程内核，成功满足了各类市场需求。在这之中发挥重要作用的，是ISPU——智能传感器处理单元。
ISPU以专有数字信号处理为基础，C语言编程，在超低功率硬件电路中采用CMOS技术，可实现实时混合精度AI运算。这种简化的指令集处理器允许量化的AI传感器支持全精度到一位精度的神经网络，从惯性数据中获得充分的活动识别和异常检测精度。

工业人工智能的新趋势是在传感器中运行机器学习算法的能力，而非使用微控制器。为此，意法半导体开发了一款商业产品ISM330IS，能够运行工业市场上流行的复杂应用程序。其优化型超低功耗硬件电路（用于算法实时执行）属于无线传感器节点的先进功能，涵盖从小型设备/附件到工业5.0企业解决方案的完整范围，包括异常检测、资产跟踪、工厂自动化等。这款装配了ISPU的新设备令处理复杂情况的工业应用程序进入到一个全新的维度。例如，在24小时控制的情况下，系统可能需要快速响应，但由于能量通过电池提供，因此功率预算相对紧张，此时就需要借助ISM330IS的力量。ISM330IS可实现复杂的异常检测算法，对受到电源和空间限制的工业设备进行状态监测（如机器臂和一般设备的改造）。

新版NanoEdge AI Studio扩展了其产品范围，除了STM32 MCU产品组合之外，同时支持ISPU MEMS传感器。NanoEdge AI Studio库可在ISM330ISN ISPU上免费使用。如此一来，ISPU就能轻松成为优化版的异常检测解决方案，在现场学习真实的行为，而无需重新训练。