人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)的快速發(fā)展正逐漸改變微控制器（MCU）的應(yīng)用模式，尤其是在低功耗設(shè)備中實(shí)現(xiàn)邊緣AI/ML解決方案。芯科科技（Silicon Labs）作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，通過其高性能、低功耗的MCU和專用硬件加速器，為嵌入式系統(tǒng)帶來了前所未有的智能處理能力。

TinyML：在資源受限設(shè)備上部署ML模型

TinyML是指專門為小型、低功耗設(shè)備優(yōu)化的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，它使得邊緣設(shè)備能夠在本地進(jìn)行智能決策，支持實(shí)時(shí)處理并減少延遲。為了適應(yīng)資源有限的環(huán)境，工程師們采用了量化（Quantization）和剪枝（Pruning）等技術(shù)來減小模型體積并提高推理速度。這些方法不僅顯著降低了內(nèi)存使用，還幾乎不影響模型準(zhǔn)確性，從而確保了在如可穿戴設(shè)備、智能家居和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的高效運(yùn)行。

主流框架與工具支持

PyTorch 和 TensorFlow Lite for Microcontrollers (TFLM)：這兩個(gè)平臺(tái)提供了強(qiáng)大的工具集，使開發(fā)者可以在資源受限的MCU上部署高效的ML模型。

ARM 的 CMSIS-NN庫(kù)：專為Cortex-M處理器優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)核，增強(qiáng)了性能并減少了內(nèi)存占用。

芯科科技的AI/ML硬件加速器：例如EFM32系列SoC和MCU，配備了專門用于加速M(fèi)L任務(wù)的硬件單元，極大地提升了模型運(yùn)行效率，同時(shí)保持了低能耗特性。我司代理銷售芯科科技旗下全系列IC電子元器件，如需采購(gòu)、申請(qǐng)樣片測(cè)試、產(chǎn)品規(guī)格書等需求，請(qǐng)加客服微信：13310830171。

實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景

音頻與視覺喚醒詞識(shí)別：應(yīng)用于智能音箱和安防攝像頭，實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)到特定聲音或動(dòng)作時(shí)自動(dòng)激活。

工業(yè)預(yù)測(cè)性維護(hù)：利用傳感器監(jiān)控工廠設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，提前預(yù)警潛在故障。

手勢(shì)與活動(dòng)識(shí)別：健身追蹤器和醫(yī)療診斷設(shè)備中的關(guān)鍵功能。

農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控：優(yōu)化灌溉系統(tǒng)以提高作物產(chǎn)量。

健康監(jiān)測(cè)：遠(yuǎn)程醫(yī)療和老年護(hù)理中不可或缺的一部分。

AI/ML開發(fā)流程

數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理：通過各種傳感器獲取原始數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行清理、歸一化等預(yù)處理步驟。

模型訓(xùn)練與優(yōu)化：在高性能計(jì)算平臺(tái)上訓(xùn)練模型，并采用量化和剪枝等技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

模型轉(zhuǎn)換與部署：將優(yōu)化后的模型轉(zhuǎn)換為適合MCU的格式，并借助芯科科技的Simplicity Studio開發(fā)環(huán)境將其部署到目標(biāo)設(shè)備上。

推理與優(yōu)化：在實(shí)際環(huán)境中測(cè)試模型表現(xiàn)，并根據(jù)反饋進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化。

芯科科技的AI/ML解決方案

芯科科技為TinyML提供了全面的支持，包括但不限于：

硬件產(chǎn)品線：EFR32/EFM32系列（如xG24、xG26、xG28）及SiWx917無線MCU，具備卓越的能效比和處理性能。

軟件工具鏈：TensorFlow Lite for Microcontrollers、Simplicity Studio、ML Toolkit以及第三方工具（如SensiML、Edge Impulse），幫助開發(fā)者簡(jiǎn)化從原型設(shè)計(jì)到產(chǎn)品化的整個(gè)過程。

參考應(yīng)用：提供豐富的GitHub庫(kù)和示例代碼，覆蓋異常檢測(cè)、圖像分類、關(guān)鍵字識(shí)別等多個(gè)領(lǐng)域。

TinyML的優(yōu)勢(shì)

成本效益高：MCU價(jià)格實(shí)惠，易于大規(guī)模部署。

綠色環(huán)保：極低的能耗有助于延長(zhǎng)電池壽命。

易于集成：能夠輕松嵌入現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)中。

隱私與安全：本地處理數(shù)據(jù)，無需依賴互聯(lián)網(wǎng)連接，保護(hù)用戶隱私。

實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)：響應(yīng)迅速，延遲極低。

自主可靠：即使在網(wǎng)絡(luò)條件不佳的情況下也能穩(wěn)定工作。

結(jié)論

隨著AI技術(shù)的進(jìn)步，MCU不再是僅限于執(zhí)行簡(jiǎn)單任務(wù)的組件，而是成為了智能處理的強(qiáng)大平臺(tái)。芯科科技憑借其先進(jìn)的技術(shù)和完善的生態(tài)系統(tǒng)，正在推動(dòng)這一變革，為未來的智能互聯(lián)世界奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。無論是智能家居設(shè)備還是工業(yè)傳感器，AI驅(qū)動(dòng)的MCU都在重新定義嵌入式系統(tǒng)的可能性。