對話瑞薩電子,用AI生產智能化MCU,加速產能提升

Lynn 7個月前 (12-12)

論MCU,在該領域起著“主導作用”的瑞薩電子有著絕對的話語權,而在應對市場的變化上,瑞薩電子的方案也有積極的產業推動意義。

2016年的達沃斯論壇將主題鎖定在了“第四次工業革命”——一場由大數據、云計算、智能機器人和3D打印等技術掀起的創新浪潮,數字經濟的關注度被推向了高點。作為國家經濟競爭力的關鍵所在,工業經濟數字化、網絡化、智能化成為各國發展的重中之重,其中的首要任務就是推進現有工業系統向智能制造方向轉變。

制造系統是一個覆蓋設計、物流、倉儲、生產、檢測等生產全過程的極其復雜的系統,企業要搭建一個完整的智能制造系統,最困難也是最核心的部分就是生產過程數字化,而這一過程的推進往往首先就需要芯片(如MCU)和系統的革新。

作為嵌入式芯片(MCU)領域的龍頭企業,瑞薩電子一直起到引領市場風潮的帶動作用。如今基于對工業市場的深耕,瑞薩電子也在結合工業市場的獨有屬性摸索智能化的邊界,并將AI技術融入其中。

為了探討先進工業芯片設計的邏輯,我們特別采訪了瑞薩電子。

對話瑞薩電子,用AI生產智能化MCU,加速產能提升

當AI遇到MCU

作為信息產業和工業控制的基礎,MCU有著非常廣泛的應用領域。MCU可以構成各種工業控制、過程控制、自適應控制、實時控制和數據采集等系統,以達到測量與控制目的。

因為應用之廣泛,隨著新興工業的發展,MCU市場也在不斷增長。據IC Insights 2016年8月的研究報告表明,雖然伴隨著半導體產業周期性下滑,MCU市場增長出現下滑,但是未來反彈后市場將于2020年達到高峰,銷售額達到209億美元。

分析數據顯示,就MCU市場本身來看,因廣泛應用但不僅限于在工業傳感器、電機控制等領域,MCU一直是自動化生產、智能家居等各個物聯網領域的基礎硬件。如今在新技術的驅動下,MCU未來勢必向更高的性能、無線通信以及網絡安全能力發展,這也促使了MCU市場本身的變革。

“自動駕駛、新能源汽車、物聯網、人工智能,隨著5G通信帶來的數據通信應用領域的發展,都有望成為引領MCU增長趨勢的熱點應用領域。我們認為,目前8位MCU市場與技術已經非常成熟,32位MCU將成為未來的增長點。

事實上,8位MCU產品長期處于“壟斷”地位是不爭的事實,甚至迄今為止,它都占據了40%的市場份額,而它不可撼動的市場地位也長期確保了既有MCU市場格局的穩定。但是現如今因為產品市場的智能化發展,應用端對MCU的計算、存儲等性能都有了更高要求,這使得有著更好性能表現的32位MCU得以異軍突起。

工業MCU的智能化探索

不同于8位MCU時代,未來的MCU芯片從設計、開發到系統生態,都有著更高的要求,尤其是芯片本身的智能化升級。

在工業4.0 / IIoT中,生產系統旨在實現先進的生產控制和維護。為此,在端點進行精細采樣/收集至關重要。但是,它會生成大量數據,這些數據收緊了網絡帶寬并抑制了現場設備的實時動作。為了解決這些問題,我們努力研發了嵌入式人工智能(e-AI)技術。

對話瑞薩電子,用AI生產智能化MCU,加速產能提升

所謂e-AI,瑞薩電子希望做到的就是利用AI技術,動態分配和使用硬件資源,以確保生產過程中的及時響應。于是按照設想,基于工作環境,通過諸多嘗試后,瑞薩電子最終推出了e-AI解決方案,即將AI整合到嵌入式系統中。

據瑞薩電子介紹,e-AI (embedded- AI)解決方案是基于其MCU環境開發的AI平臺工具組,它由Translator、Checker和Importer三部分組成。

“Translator將模型(支持Caffe、TensorFlow)轉換為代碼,作為庫應用于MCU開發環境e2studio;Checker根據模型復雜程度推薦合適的MCU系列;然后通過Importer,平臺就可以運行特定的AI模型。”

在工業領域,因為需要考慮生產過程的穩定、安全等因素,這一看似簡單的實現其實耗費了瑞薩電子不少心力。2017年7月,瑞薩電子首次公布e-AI方案,通過自家設計的e-AI翻譯器把客戶AI模型翻譯到C語言,然后在瑞薩電子RX系列MCU里進行AI的終端推理功能;而不同于現在AI的快速發展節奏,瑞薩電子一年后才推出第二代的e-AI方案,將獨有的DRP技術嵌入芯片,實現基于DRP的e-AI解決方案。

對話瑞薩電子,用AI生產智能化MCU,加速產能提升

可以看出,在技術的迭代探索過程中,瑞薩電子十分小心,其背后是對工業生產安全可靠的深入考量。

而正是因為嚴謹,瑞薩電子也收獲了市場的認可。統計數據顯示,全球10多個國家的約150家公司正在基于這項技術開展包括工具等在內的試驗,到目前為止e-AI的實際使用案例已超過30個。

用AI促進產能提升,加速智能化芯片產品產出

工業4.0是推動萬物智能化、數字經濟的關鍵點所在,對于瑞薩電子這樣的廠商來說,這也是莫大的機遇。

采用e-AI將給便利性、安全性和生產效率方面帶來巨大的進步。我們通過使用e-AI成功地提高了自己工廠的產能,從而驗證了AI給終端設備帶來的優化。我們將繼續擴大e-AI應用的范圍,將其從色彩、形狀和波形等簡單屬性擴展到復雜圖像的實時處理;我們將提供更廣范圍應用、人人都可以使用的e-AI解決方案,在推動終端設備智能化方面發揮領導作用。”

夯實工業生產的智能化技術,工廠就能夠應對智能化產品的多樣性需求等變化,而基于生產環節,瑞薩電子也將目光看向了更遠處。

“未來智能化MCU的發展空間將會很大,以智能家居為例,隨著AI、IoT技術的快速發展,智能家居正在實現從‘單品智能化’到‘萬物互聯互通化’,而由于家電設備在支持AI功能(如語音識別,圖像識別等)往往需要快速的響應時間并在本地存儲用戶的一些敏感數據,因此家居設備就必須嵌入AI功能,這就為未來智能化的MCU發展鋪了路,也是我們進入的機會。”

可以說,通過改進工業生產機器來加速工廠的智能化轉型是瑞薩電子有信心做成的事情,而沿著生產環節去探索應用場景中的智能化生態系統搭建是瑞薩電子想要抵達的遠方。但不可否認,對于整個行業,這都是前所未有的挑戰。

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