AIoT所需的嵌入式芯片是什么樣

　　Ross?Sabolcik?（Silicon?Labs?副總裁兼工業(yè)和商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產品總經理）

　　1 AIoT的應用機會

　　AIoT（人工智能+物聯(lián)網(wǎng)）是一個新興市場，它推動著物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理從集中式數(shù)據(jù)中心向網(wǎng)絡邊緣發(fā)展。AIoT是針對需要更低延遲和更即時的實時處理的應用而推出的，在這方面它能比云計算做得更好。AIoT也正在帶動邊緣計算興旺發(fā)展，邊緣計算需要全新品類的物聯(lián)網(wǎng)路由器、服務器、存儲平臺和專用的機器對機器（M2M）工作負載加速器，它們可以將非結構化數(shù)據(jù)轉換為結構化元數(shù)據(jù)，以供實時智能響應系統(tǒng)進行分析、搜索和處理。

　　Silicon Labs正在通過頻率靈活的時鐘發(fā)生器、可編程振蕩器和低歪斜/低抖動時鐘緩沖器等先進的時鐘解決方案，來滿足邊緣計算和AIoT應用的需求。SiliconLabs還提供了基于Arm Cortex-M33內核的第2代無線系統(tǒng)級芯片（SoC）和模塊，它們具有足夠的處理能力和片上存儲，可支持邊緣節(jié)點設備中的許多機器學習應用。

　　Silicon Labs最近與AI創(chuàng)新公司Cartesiam合作創(chuàng)建了一個預測性維護演示，該演示使用了在Silicon Labs無線SoC上運行的Cartesiam物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化算法。這項演示展示了邊緣AI可以為電機控制等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用帶來的強大功能。在演示中，機器學習算法針對風扇運行模式進行訓練，當它檢測到異常時，會通過藍牙將警報發(fā)送到顯示器上。預測性維護通過在系統(tǒng)發(fā)生故障之前檢測出異常運行狀況來避免系統(tǒng)停機。這些算法專門針對ArmCortex-M系列內核設計，是計算能力有限的功耗敏感型邊緣應用的理想選擇。

　　AIoT的其他應用還包括電力負荷分解，用戶能夠從電表測量的總用電量中檢測出設備級別的電量使用情況。通過使用AIoT技術測量一段時間內的實時用電情況，可以了解每個負載的“指紋”（指每個負載的用電特點）。了解各個負載用電量的用戶更有可能減少其電量使用。

　　聲音和語音處理是AIoT的另一大目標應用領域，例如語音助手喚醒詞處理、玻璃破碎監(jiān)測以及其他用于各種安全系統(tǒng)的聲音分類等應用。

　　2 如何看待8位MCU以及32位MCU/SoC的機會前景

　　8位MCU和32位MCU在物聯(lián)網(wǎng)領域中都有一席之地。無論是用于簡單的成本敏感型物聯(lián)網(wǎng)設備，還是在更復雜的系統(tǒng)中作為外圍處理器，更小且更具成本效益的8位MCU都是理想選擇。例如，Silicon Labs的EFM88位MCU提供了一種高功能和低成本的獨特組合，這使得它們對于那些對成本非常敏感的物聯(lián)網(wǎng)設備極具吸引力。8位MCU的目標應用還包括通常運行專有無線協(xié)議的簡單無線設備。

　　具有一定復雜度的物聯(lián)網(wǎng)連接設備或運行低功耗藍牙、Zigbee、Thread和專有協(xié)議的設備，通常需要性能更高的32位MCU或無線MCU。32位MCU對于要求更高性能的應用是必要的，而且在信號處理方面，它們相比8位MCU具有關鍵的優(yōu)勢。

　　我們認為16位MCU在嵌入式市場中正逐漸失去陣地，因為它們既不像8位MCU那樣具有成本效益，也不能像32位MCU那樣處理諸如AIoT等復雜應用。

　　3 RISC-V MCU的機會和前景

　　RISC-V對于半導體技術而言是一種重要的、顛覆性的技術，Silicon Labs正在評估它在未來無線SoC設計中的潛在應用。Silicon Labs是RISC-V基金會（RISC-VFoundation）的成員，也是OpenHW集團（OpenHWGroup）的主要發(fā)起者和創(chuàng)始成員，OpenHW集團正在推動基于RISC-V的CORE-V系列開源內核以及相關IP、工具和軟件的開發(fā)。Silicon Labs計劃在未來的集成電路（IC）產品中實施CORE-V技術。

　　RISC-V適用于多核設備，包括異構設計，即設備包含多個基于不同指令集架構（ISA）的內核。例如，物聯(lián)網(wǎng)SoC可以集成一個Arm Cortex-M33內核作為主處理器以運行客戶的應用，同時具有一個或多個基于RISC-V的內核來處理諸如安全加速或無線電調度等固定功能。

　　許多硬件開發(fā)人員被RISC-V吸引，因為它是一種開源指令集架構，沒有授權費用。然而，就另一層意義而言，它并不是完全“免費”的，芯片制造商仍要對軟件和工具鏈進行投資，以將基于RISC-V的器件推向市場，并確保在商業(yè)上獲得成功。

　　RISC-V會打破Arm的市場主導地位嗎？可能不會很快。Arm是一家久負盛名的IP供應商，為大部分器件提供支持，這些器件每年被用于大量的移動、嵌入式、汽車和物聯(lián)網(wǎng)應用。與RISC-V不同，Arm由一個成熟的、廣泛的、不斷成長的軟件和工具生態(tài)系統(tǒng)提供支持。

　　總之，RISC-V的出現(xiàn)是一種健康且必要的發(fā)展。競爭對整個行業(yè)是有益的，并將推動技術創(chuàng)新及實現(xiàn)新的業(yè)務模式。Arm當然也明白這一點，因此在響應客戶需求和開源架構帶來的競爭性挑戰(zhàn)時，Arm不會停滯不前。