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AI趋势下MCU/MPU应该“做什么”和“怎么做”?通过具体的计划寻找答案

来源于 数码通 2023-09-29 03:31

电子爱好者网络报道(文/吴子鹏)当前,以生成式AI为代表的新一轮AI浪潮正在给各行各业带来翻天覆地的变化。与此同时,人们也在重新思考边缘AI的定义和部署。例如,如何将当前流行的AI模型部署到终端,如何在现有解决方案中添加AI能力。笔者认为,在第23届中国国际工业博览会(以下简称:工博会)上,瑞萨电子的解决方案具有非常好的参考意义。

嵌入式AI

基于Arm® Cortex®-M85内核MCU

本届进博会,瑞萨电子围绕“智能、创新、融合,瑞萨MCU/MPU引领工业核心未来”共带来12款解决方案,包括:
·交流伺服解决方案
·全数字电源系统
新能源 ·大功率BLDC电机控制解决方案
·多协议工业以太网解决方案
·RX72M单芯片工业以太网伺服驱动解决方案
·RA6T2 AI电机传感器无异常检测
·基于Arm Cortex-M85内核MCU的嵌入式AI
·RX23E-A工业秤实现高精度测量
·IO-Link通讯从站&主站整体解决方案
·SLG47105 DC和步进电机控制
·HVPAK™ SLG47105 助力启动和推停玩具车
·符合EtherCAT规范的FSoE网络功能安全协议套件

瑞萨电子嵌入式处理器业务部总监沉庆在与记者交流时表示,“基于Arm Cortex-M85内核MCU的嵌入式AI”和“面向新能源的全数字电源系统”在本次工博会上,瑞萨电子Electronics特别想向行业最终用户推荐。他们每个人都有自己的侧重点。

其中,在“基于Arm Cortex-M85内核MCU的嵌入式AI”解决方案中,借助瑞萨电子Reality AI工具实现了电机不平衡负载/负载的检测。

基于Arm Cortex-M85内核MCU的嵌入式AI解决方案


2022年7月,瑞萨电子完成了对Reality AI的收购。出发点是满足端点工作日益复杂的需求。嵌入式产品给了AI更多的期待。沈青指出,Reality AI工具是一种基于非视觉信号处理算法,用于系统预测维护和系统性能提升的全自动AI建模工具。它与其他AI工具有两个明显的区别:

·提供硬件分析服务

Reality AI工具不仅具备模型算法分析能力,还具备分析客户硬件系统的能力,可以帮助用户完成传感器选型、布局和优化等工作其他相关工作。

·提供可解释的AI

Reality AI工具让用户能够理解模型,知道每个工作部署的原因,并通过可视化和图形界面使相关AI模型变得可解释。

提供如此领先的嵌入式AI性能并不意味着Reality AI工具的部署需要大量的系统硬件资源。沈清表示,Reality AI是一种准确、高效、占用资源极少的人工智能工具。在“基于Arm Cortex-M85内核MCU的嵌入式AI”方案中,系统中的MCU本身拥有512KB的Flash,而Reality AI仅占用20KB的Flash。 CPU系统资源消耗约为1%到1.5%,属于非常轻量级的负载测试。

瑞萨电子工业自动化事业部高级总监徐峥在介绍Reality AI应用时表示,Reality AI主要面向预测性维护应用,将传统运维工程师的经验转化为系统内部的“know how”。 。而且传统的运维主要依靠相关人员的经验进行定期校准。通过部署Reality AI,可以根据不同设备的实际运行状态判断设备状态是否在可控范围内以及是否需要维护。

Reality AI的部署非常简单。只需提取特定应用场景下的特征变量,然后将融合算法部署到MCU/MPU即可。由于增加了特征变量,这是一个定制的算法。用户不需要为了部署Reality AI而改变硬件平台,因此相当于现有硬件的价值增加。

关于Reality AI的部署价值,沈青特别提到了一个客户案例:用户为了部署嵌入式AI,将CPU和Memy配置扩展到很高的水平,替换了原来的MCU,配置了13个传感器来支持系统运行。通过在瑞萨MCU上部署Reality AI,用户MCU成本显着降低,传感器数量从13个减少到3个,解决相关需求。

通过瑞萨电子“基于Arm Cortex-M85内核MCU的嵌入式AI”解决方案,我们可以发现嵌入式设备在使用AI技术时需要注意以下几点:
·首先,嵌入式AI解决方案的部署必须能够给系统性能带来显着的变化,并且这些变化必须是清晰的、可解释的;
·其次,嵌入式AI解决方案必须具备轻量级AI的属性,不能对系统硬件造成过大的负担;
·第三点是这个嵌入式AI解决方案必须易于部署。必须能够与软件系统快速集成,适应硬件系统;
·第四点是这个嵌入式AI解决方案需要解决实际问题,通过添加特征变量可以快速成为定制化解决方案。

新能源全数字化电源系统

“新能源全数字化电力系统”解决方案是非常适合当前热点话题的解决方案。从能源转型的角度来看,新能源市场具有广阔的发展潜力。传统化石燃料资源的日益枯竭以及由此引发的日益突出的环境问题,正促使世界主要国家和地区积极布局本国的新能源产业。

“新能源全数字电源系统”基于瑞萨高性能RA6T2 Arm核MCU,采用图腾柱无桥PFC+双有源全桥(DAB)拓扑实现双向能量流控制。非常适合储能、并网可再生能源发电、电池化成和OBC(车载充电器)等应用。

新能源全数字化电源系统


通过采用方案中的过零电流抑制控制算法,该方案可以有效降低系统电流的总谐波失真,使系统整体效率达到99.94%,弥补了部分效率的不足。传统的控制算法。缺点。

此外,瑞萨电子还展示了高功率BLDC电机控制解决方案,涵盖高速和低速/高扭矩电机控制的广泛使用场景;符合EtherCAT规范的FSoE网络功能安全协议套件,由作为EtherCAT从站通信的RX72M和两个MCU RX23T构建的硬件冗余架构组成。它可以在同一EtherCAT网络上并行传输标准数据和安全相关数据。它是现代网络结构和通信系统中不可或缺的一部分。 。

总结

此次工博会上,瑞萨电子从两个方面展示了自己的实力。一是领先的解决方案实施能力,这是对行业深刻理解的体现。瑞萨电子展出的相关解决方案围绕核心MCU和MPU,对于关键领域具有很强的参考价值。

其次是瑞萨电子对嵌入式人工智能的领先理解。 Reality AI绝对可以说是现阶段小型化嵌入式AI部署的典范,对于该领域后续的技术发展具有很大的参考意义。

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