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对话瑞萨电子,用AI生产智能化MCU,加速产能提升

http://www.ec.hc360.com2020年02月20日16:33 来源:昆颉聊科技T|T

 

论MCU,在该领域起着“主导作用”的瑞萨电子有着绝  对的话语权,而在应对市场的变化上,瑞萨电子的方案也有积极的产业推动意义。

    2016年起,达沃斯论坛将主题锁定在了“第四次工业革命”——一场由大数据、云计算、智能机器人和3D打印等技术掀起的创新浪潮,数字经济的关注度被推向了高点。作为国家经济竞争力的关键所在,工业经济数字化、网络化、智能化成为各国发展的重中之重,其中的首要任务就是推进现有工业系统向智能制造方向转变。

    制造系统是一个覆盖设计、物流、仓储、生产、检测等生产全过程的极其复杂的系统,企业要搭建一个完整的智能制造系统,最  困难也是最  核心的部分就是生产过程数字化,而这一过程的推进往往首先就需要芯片(如MCU)和系统的革新。

    作为嵌入式芯片(MCU)领域的龙头企业,瑞萨电子一直起到引领市场风潮的带动作用。如今基于对工业市场的深耕,瑞萨电子也在结合工业市场的独有属性摸索智能化的边界,并将AI技术融入其中。

    为了探讨先进工业芯片设计的逻辑,我们特别采访了瑞萨电子。

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    当AI遇到MCU

    作为信息产业和工业控制的基础,MCU有着非常广泛的应用领域。MCU可以构成各种工业控制、过程控制、自适应控制、实时控制和数据采集等系统,以达到测量与控制目的。

    因为应用之广泛,随着新兴工业的发展,MCU市场也在不断增长。据ICInsights2016年8月的研究报告表明,虽然伴随着半导体产业周期性下滑,MCU市场增长出现下滑,但是未来反弹后市场将于2020年达到高峰,销售额达到209亿美元。

    分析数据显示,就MCU市场本身来看,因广泛应用但不仅限于在工业传感器、电机控制等领域,MCU一直是自动化生产、智能家居等各个物联网领域的基础硬件。如今在新技术的驱动下,MCU未来势必向更高的性能、无线通信以及网络安全能力发展,这也促使了MCU市场本身的变革。

    瑞萨对此认为,“自动驾驶、新能源汽车、物联网、人工智能,随着5G通信带来的数据通信应用领域的发展,都有望成为引领MCU增长趋势的热点应用领域。我们认为,目前8位MCU市场与技术已经非常成熟,32位MCU将成为未来的增长点。”

    事实上,8位MCU产品长期处于“垄断”地位是不争的事实,甚至迄今为止,它都占据了40%的市场份额,而它不可撼动的市场地位也长期确保了既有MCU市场格局的稳定。但是现如今因为产品市场的智能化发展,应用端对MCU的计算、存储等性能都有了更高要求,这使得有着更好性能表现的32位MCU得以异军突起。

    工业MCU的智能化探索

    不同于8位MCU时代,未来的MCU芯片从设计、开发到系统生态,都有着更高的要求,尤其是芯片本身的智能化升级。

    “在工业4.0/IIoT中,生产系统旨在实现先进的生产控制和维护。为此,在端点进行精细采样/收集至关重要。但是,它会生成大量数据,这些数据收紧了网络带宽并抑制了现场设备的实时动作。为了解决这些问题,我们努力研发了嵌入式人工智能(e-AI)技术。”

    

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    所谓e-AI,瑞萨电子希望做到的就是利用AI技术,动态分配和使用硬件资源,以确保生产过程中的及时响应。于是按照设想,基于工作环境,通过诸多尝试后瑞萨电子最终推出了e-AI解决方案,即将AI整合到嵌入式系统中。

    据瑞萨电子介绍,e-AI(embedded-AI)解决方案是基于其MCU环境开发的AI平台工具组,它由Translator、Checker和Importer三部分组成。

    “Translator将模型(支持Caffe、TensorFlow)转换为代码,作为库应用于MCU开发环境e2studio;Checker根据模型复杂程度推荐合适的MCU系列;然后通过Importer,平台就可以运行特定的AI模型。”

    在工业领域,因为需要考虑生产过程的稳定、安全等因素,这一看似简单的实现其实耗费了瑞萨电子不少心力。2017年7月,瑞萨电子首  次公布e-AI方案,通过自家设计的e-AI翻译器把客户AI模型翻译到C语言,然后在瑞萨电子RX系列MCU里进行AI的终端推理功能;而不同于现在AI的快速发展节奏,瑞萨电子一年后才推出第二代的e-AI方案,将独有的DRP技术嵌入芯片,实现基于DRP的e-AI解决方案。

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    可以看出,在技术的迭代探索过程中,瑞萨电子十分小心,其背后是对工业生产安全可靠的深入考量。

    而正是因为严谨,瑞萨电子也收获了市场的认可。统计数据显示,全球10多个国家的约150家公司正在基于这项技术开展包括工具等在内的试验,到目前为止e-AI的实际使用案例已超过30个。

    用AI促进产能提升,加速智能化芯片产品产出

    工业4.0是推动万物智能化、数字经济的关键点所在,对于瑞萨电子这样的厂商来说,这也是莫大的机遇。

    “采用e-AI将给便利性、安全性和生产效率方面带来巨大的进步。我们通过使用e-AI成功地提高了自己工厂的产能,从而验证了AI给终端设备带来的优化。我们将继续扩大e-AI应用的范围,将其从色彩、形状和波形等简单属性扩展到复杂图像的实时处理;我们将提供更广范围应用、人人都可以使用的e-AI解决方案,在推动终端设备智能化方面发挥领导作用。”

    夯实工业生产的智能化技术,工厂就能够应对智能化产品的多样性需求等变化,而基于生产环节,瑞萨电子也将目光看向了更远处。

    “未来智能化MCU的发展空间将会很大,以智能家居为例,随着AI、IoT技术的快速发展,智能家居正在实现从‘单品智能化’到‘万物互联互通化’,而由于家电设备在支持AI功能(如语音识别,图像识别等)往往需要快速的响应时间并在本地存储用户的一些敏感数据,因此家居设备就必须嵌入AI功能,这就为未来智能化的MCU发展铺了路,也是我们进入的机会。”

    可以说,通过改进工业生产机器来加速工厂的智能化转型是瑞萨电子有信心做成的事情,而沿着生产环节去探索应用场景中的智能化生态系统搭建是瑞萨电子想要抵达的远方。但不可否认,对于整个行业,这都是前  所  未有的挑战。

责任编辑:杨见芳

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