Блог компании ST STM32V873RJ 800MHz ARM Cortex-M85 MCU с возможностями Edge AI

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. поставляет и перерабатывает STSTM32V873RJМикроконтроллер ARM Cortex-M85 с частотой 800 МГц, который обладает передовыми возможностями ИИ.

Благодаря своей выдающейся конфигурации оборудования и мощным возможностям обработки ИИ,STM32V873RJмикроконтроллер стал эталонным продуктом в высокопроизводительном секторе встроенных устройств.Оборудована ядром ARM Cortex-M85 частотой 800 МГц и сочетает в себе передовые производственные процессы с собственными технологиями ускорения, этот продукт преодолевает узкие места производительности, с которыми традиционно сталкиваются микроконтроллеры при выводе ИИ и сложных вычислительных сценариях,предоставление экономически эффективного решения для приложений краевой интеллекта.

I. Конфигурация основного оборудования: идеальное сочетание высокопроизводительных ядер и передовых технологий процесса

Основная конкурентоспособностьSTM32V873RJмикроконтроллер основан на высококачественной аппаратной архитектуре, причем каждая конфигурация разработана с учетом высокой производительности, высокой надежности и низкого энергопотребления,создание прочной основы для компьютерного искусственного интеллекта.

1Флагманская базовая производительность: поддерживается ARM Cortex-M85, скачок в вычислительных возможностях

В качестве флагманского продукта в серии STMicroelectronics® STM32V8,STM32V873RJоснащен новейшим 32-разрядным ядром ARM Cortex-M85, работающим на частоте до 800 МГц, что делает его одним из самых мощных ядров, доступных в настоящее время в серии Cortex-M.Это ядро использует трехступенчатую архитектуру и интегрирует технологию обработки векторов гелия ARM (также известную как M-Profile Vector Extension)., MVE), значительно повышая вычислительную эффективность для цифровой обработки сигналов (DSP) и машинного обучения (ML).Его вывод ИИ и скорость обработки DSP в шесть раз быстрее, с баллом CoreMark более 5,072, что позволяет легко обрабатывать сложные алгоритмические вычисления и задачи обработки данных в режиме реального времени на краю.

Кроме того, ядро Cortex-M85 поддерживает полуточность, одноточность и двойную точность плавающих точек (FPU),что позволяет гибко адаптироваться к выводу модели ИИ с различными требованиями точностиНезависимо от того, обрабатывает ли он легкие модели нейронных сетей или сложные алгоритмы компьютерного зрения, он обеспечивает эффективные вычисления при одновременном балансировании вычислительной точности и скорости обработки.Кроме того,, ядро интегрирует технологию безопасности ARM TrustZone, в сочетании с расширением PACBTI (Pointer Authentication and Branch Target Identification),позволяет эффективно защищаться от атак на управление потоком и обеспечивает защиту на уровне аппаратного обеспечения для безопасной работы умных устройств на краю.

2Продвинутый производственный процесс и конфигурация памяти: балансировка производительности и энергоэффективности

ВSTM32V873RJизготавливается с использованием передового 18-нанометрового FD-SOI (Fully Depleted Silicon-on Insulator) процесса,который достигает двойных прорывов в управлении энергопотреблением и производительности по сравнению с традиционными процессамиПроцесс FD-SOI эффективно уменьшает утечку тока чипа, значительно снижая потребление статической энергии при сохранении высокочастотного действия на 800 МГц.Это делает его хорошо подходит для аккумуляторных устройств краевого интеллектаВ то же время процесс 18 нм уменьшает запас микросхемы и улучшает интеграцию.позволяет STM32V873RJ включать множество функций в компактный пакет.

С точки зрения конфигурации памяти, STM32V873RJ включает в себя технологию STMicroelectronics (PCM), которая предлагает высокую емкость,высокая надежность и быстрая скорость чтения/записиТехнология PCM позволяет хранить программы и читать/записывать данные без необходимости использования внешней флэш-памяти; ее скорость чтения/записи значительно превышает скорость традиционной флэш-памяти.При этом она обладает превосходной устойчивостью к радиации и экстремальным температурам., что делает его подходящим для требовательных приложений, таких как промышленность и аэрокосмический сектор.Чип оснащен встроенной SRAM высокой емкости для удовлетворения требований к высокоскоростному кэшированию для больших объемов временных данных во время вычислений краевого ИИ.Это предотвращает вычислительное заикание, вызванное недостаточной пропускной способностью для хранения данных, тем самым еще больше повышая производительность выводов ИИ в режиме реального времени.

3. Обширные периферийные интерфейсы: подходят для различных сценариев

Для удовлетворения разнообразных требований к подключению и сбору данных устройств краевого интеллектаSTM32V873RJоснащен широким спектром интерфейсов периферийных устройств, позволяющих бесшовную интеграцию с различными датчиками, камерами и коммуникационными модулями.он включает в себя интерфейс MIPI CSI-2 и процессор сигналов изображения (ISP), поддерживающий 16-разрядный параллельный интерфейс камеры, который позволяет напрямую подключаться к датчикам изображения, что позволяет получать и предварительно обрабатывать данные изображения в режиме реального времени,предоставление аппаратной поддержки для приложений ИИ, основанных на компьютерном видении (например, распознавание объектов и визуальная инспекция)В то же время чип имеет встроенный кодер H.264, который сжимает захваченные изображения и видеоданные, тем самым уменьшая требования к пропускной способности передачи данных и использование хранилища.

Кроме того, чип оснащен различными коммуникационными интерфейсами, включая высокоскоростной USB 3.0, Ethernet, CAN FD, SPI и I2C, поддерживающие несколько промышленных протоколов связи.Это позволяет быстро интегрироваться с такими системами, как промышленный интернет вещей (IIoT) и умные шлюзы, что облегчает загрузку данных в режиме реального времени и прием команд на краю.Эти обширные периферийные интерфейсы позволяют STM32V873RJ гибко адаптироваться к широкому спектру сценариев, включая промышленную автоматизацию, интеллектуального наблюдения и роботизированного управления, тем самым уменьшая сложность проектирования системы.

II. Основные возможности AI Edge: вычислительное решение, адаптированное для Edge Intelligence

Отличительная особенностьSTM32V873RJБлагодаря синергетической оптимизации аппаратного ускорения и программной экосистемы,Это позволяет ИИ вывод работать эффективно и с низким потреблением энергии на краю, устраняя зависимость от облачных вычислительных мощностей и реализуя передовой интеллект, характеризующийся "локальным восприятием, местным принятием решений и местным исполнением".

1Ускорение искусственного интеллекта на аппаратном уровне: ускоритель нейро-ART позволяет эффективно делать выводы

ВSTM32V873RJинтегрирует ускоритель нейронной сети Neural-ART STMicroelectronics, обеспечивающий до 600 GOPS вычислительной мощности для обеспечения ускорения на аппаратном уровне для выводов о краю ИИ.Этот ускоритель был глубоко оптимизирован для основных моделей нейронных сетей (таких как CNN).Например, в приложениях компьютерного зрения, STM32V873RJ, STM32V873RJ, STM32V873RJ, STM32V873RJ, STM32V873RJ, STM32V873RJ, STM32V873RJ, STM32V873RJ, STM32V873RJ, STM32V873RJ,оборудованы ускорителем Neural-ART, может выполнять распознавание и классификацию изображений в режиме реального времени на частоте 800 МГц, достигая скорости вывода в десятки раз быстрее, чем чистая программная обработка.

Кроме того, ускоритель Neural-ART поддерживает технологию квантования моделей, позволяющую квантовать 32-разрядные модели с плавающей запятой на 8-разрядные модели с целыми числами.В то же время гарантируя, что точность выводов остается практически нетронутой., это значительно сокращает ресурсы памяти и время вычислений, требуемые моделью, что делает ее подходящей для ограниченных аппаратных ресурсов, доступных на краю.ускоритель поддерживает параллельную обработку многозадач, позволяющий одновременно выполнять несколько моделей ИИ для удовлетворения потребностей в многозадачной интеллектуальной обработке в сложных сценариях,такие как одновременное обнаружение неисправностей и мониторинг состояния промышленного оборудования.

2Технология гелийного вектора: повышение мощности легкого ИИ

Технология обработки векторов гелия, интегрированная в ядро Cortex-M85, еще больше улучшаетSTM32V873RJТехнология гелия поддерживает 128-разрядные векторные операции, позволяющие одновременно обрабатывать несколько наборов данных;Он особенно хорошо подходит для выводов для легких моделей ИИ.По сравнению с традиционными скалярными операциями,Векторные операции могут увеличить вычислительную эффективность в несколько раз, что позволяетSTM32V873RJчтобы эффективно выполнять легкие задачи ИИ при одновременном балансировании расхода энергии и производительности, даже без специального ускорителя.

Например, в умных сенсорных узлах,STM32V873RJ может использовать технологию гелия для извлечения и анализа в режиме реального времени данных, собранных с акселерометров и датчиков температуры и влажности.Поскольку нет необходимости загружать данные в облако для обработки, это значительно снижает расход энергии и задержку связи.При этом улучшается скорость ответа устройства.

3Всеобъемлющая экосистема программного обеспечения: снижение барьеров для развития ИИ

Для того, чтобы разработчики могли быстро начать работу и полностью использоватьSTM32V873RJС помощью современных возможностей ИИ, STMicroelectronics создала комплексную программную экосистему, предоставляющую множество инструментов разработки и алгоритмных ресурсов.Цепочка инструментов ИИ служит основным инструментом развития, поддерживающий быструю конверсию и развертывание моделей ИИ, обученных с использованием основных фреймворков (таких как TensorFlow Lite и PyTorch) на STM32V873RJ. Автоматизирует оптимизацию модели,количественное определение и адаптация, исключая необходимость для разработчиков обладать глубокими знаниями о низкоуровневом оборудовании и значительно снижая барьер для входа в разработку приложений краевого ИИ.

Кроме того, STMicroelectronics предоставляет множество примеров ссылки на ИИ и библиотеки алгоритмов, охватывающих различные области, включая компьютерное зрение,распознавание речи и промышленное предсказательное обслуживаниеРазработчики могут быстро создавать прототипы приложений на основе этих справочных примеров, сокращая тем самым цикл разработки.экосистема STM32Cube поддерживает RTOS (операционная система в реальном времени), что позволяет координировать планирование задач ИИ наряду с другими задачами в режиме реального времени, тем самым обеспечивая производительность и надежность устройств краевого интеллекта в режиме реального времени.

III. Основные преимущества и сценарии применения

1Ключевые преимущества: высокая производительность, низкое энергопотребление, высокая надежность, простота разработки

В целом основные преимуществаSTM32V873RJмикроконтроллер может быть обобщен в четырех пунктах: во-первых, высокая производительность, с 800 МГц Кортекс-M85 ядра в паре с ускорителем Neural-ART,способный удовлетворять требованиям сложных вычислений ИИ и обработки данных в режиме реального времени на краю; во-вторых, низкое потребление энергии: процесс FD-SOI на 18 нм и технология PCM значительно снижают потребление энергии чипа, что делает его подходящим для применения на батареях; в-третьих,,высокая надежность: технология безопасности на уровне аппаратного обеспечения в сочетании с устойчивостью к радиации и терпимостью к высоким и низким температурам,отвечает требованиям требовательных условий, таких как промышленное и аэрокосмическое применение; и, в-четвертых, легкость развития:Комплексная программная экосистема STM32Cube и инструменты разработки ИИ снижают сложность разработки приложений для ИИ и повышают эффективность разработки.

2. Основные сценарии применения

Благодаря вышеупомянутым преимуществамSTM32V873RJмикроконтроллер может быть широко применен в различных сценариях краевого интеллекта, охватывающих несколько секторов, включая промышленность, Интернет вещей (IoT), робототехнику и аэрокосмическую промышленность.

В области промышленной автоматизации он может быть использован в таких сценариях, как умные датчики, промышленные роботы и предсказательное обслуживание оборудования.позволяет осуществлять мониторинг состояния работы оборудования в режиме реального времени;, раннее предупреждение неисправностей и точное управление, тем самым повышая уровень интеллекта и эффективности производства в промышленном производстве; в области интеллектуального Интернета вещей,он может служить умным шлюзом или узлом краевых вычислений, что позволяет локально обрабатывать и интеллектуально анализировать данные устройств Интернета вещей, уменьшая нагрузку на передачу данных в облако и улучшая время отклика системы;может использоваться в таких модулях, как визуальная навигация, управление движением и восприятие окружающей среды, предоставление роботам возможностей вывода ИИ в режиме реального времени для обеспечения автономной навигации и интеллектуального взаимодействия;Этот чип был принят в микро-лазеры спутниковой сети Starlink SpaceX., где его высокая надежность и радиационная устойчивость делают его подходящим для требовательных сценариев применения в аэрокосмическом секторе.

IV. Резюме

В качестве высокопроизводительного продукта с 800 МГц ARM Cortex-M85 ядра, STSTM32V873RJмикроконтроллер обеспечивает всестороннее обновление возможностей ИИ с помощью передовых производственных процессов, надежной конфигурации оборудования и комплексной программной экосистемы. It not only breaks through the performance limitations of traditional microcontrollers in AI computing scenarios but also meets the demands of various edge intelligence devices with its low power consumption and high reliabilityС глубокой интеграцией краевых вычислительных и ИИ технологийSTM32V873RJОн готов стать основным чипом управления в таких областях, как промышленная автоматизация, умный Интернет вещей и робототехника.Он предоставит надежную аппаратную поддержку для внедрения приложений краевого интеллекта.В будущем STMicroelectronics продолжит оптимизировать производительность продукции и программную экосистему.дальнейшее расширение границ приложений краевого ИИ и создание более эффективных и удобных решений встроенного интеллекта для разработчиков.