瑞薩：領(lǐng)跑未來數(shù)據(jù)處理與實時應(yīng)用新紀(jì)元

瑞薩電子嵌入式處理器事業(yè)部市場總監(jiān) 沈清

在當(dāng)下數(shù)字化浪潮席卷全球的背景下，邊緣智能技術(shù)正以其獨特的優(yōu)勢，逐漸改變著各行各業(yè)的面貌。作為半導(dǎo)體行業(yè)的佼佼者，瑞薩電子在邊緣智能領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展備受矚目。

1 創(chuàng)新架構(gòu)助力邊緣智能

瑞薩電子在邊緣智能領(lǐng)域的芯片設(shè)計方面，采用了一系列創(chuàng)新技術(shù)，以提高處理能力和能效比。針對不同應(yīng)用場景和需求，瑞薩提供了不同級別的產(chǎn)品，以滿足市場的多樣化需求。在中低端產(chǎn)品方面，瑞薩采用了110nm Flash技術(shù)，實現(xiàn)了超低功耗待機，并在需要時提供一定的運算能力，特別適合電池供電的傳感器類智能產(chǎn)品。而在高端產(chǎn)品方面，瑞薩的MCU 著重在提高整體性能，提供了可以媲美部分SoC 的AI 運算能力。例如，瑞薩近期推出的RA8 系列MCU，集成了ARMCortex-M85 內(nèi)核，支持Helium 向量運算加速，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的視覺AI 應(yīng)用。

在MPU層面，瑞薩更是開發(fā)了可動態(tài)重構(gòu)單元DRP（Dynamically Reconfigurable Processor），這一創(chuàng)新技術(shù)的引入，使得瑞薩的產(chǎn)品在性能上有了顯著的提升。以瑞薩RZ/V2H 新品為例，DRP-AI 可以在較低的工作電流下實現(xiàn)8TOPS 的稠密AI 算力，實現(xiàn)了各種機器視覺AI應(yīng)用。這種高效能、低功耗的特性，使得瑞薩的產(chǎn)品在邊緣智能領(lǐng)域具有了明顯的競爭優(yōu)勢。

2 平衡數(shù)據(jù)處理與功耗

在邊緣智能應(yīng)用中，高效的數(shù)據(jù)處理和分析是至關(guān)重要的。瑞薩的產(chǎn)品在數(shù)據(jù)處理流程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，RZ/V2H MPU帶有多個攝像頭接口，可以直接對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理；RA8 MCU則帶有一個攝像頭接口及豐富的通信功能和模擬功能，可以連接多種傳感器，并提供足夠的處理能力來對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運算。這些前端處理不僅大大減輕了數(shù)據(jù)傳輸和后臺運算的壓力，提高了實時性，還實現(xiàn)了完全的單系統(tǒng)離線工作，為各種應(yīng)用場景提供了極大的便利。

在數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)方面，瑞薩同樣展現(xiàn)出了高度的責(zé)任感和專業(yè)素養(yǎng)。瑞薩在近幾年推出的各種芯片上都提供了硬件加密引擎，新推出的幾款芯片還加入了硬件安全啟動（Secure Boot）的支持，這些都可以幫助客戶實現(xiàn)更高等級的信息保護(hù)。對于MPU使用的Linux系統(tǒng)，瑞薩配合TEE-OS 實現(xiàn)了各種安全功能。基于MCU 的嵌入式系統(tǒng)，瑞薩使用MCUboot 配合其硬件（RSIP，SCE，TSIP 等）來實現(xiàn)底層的信任根和安全啟動，并提供各種上層安全協(xié)議，如TLS 協(xié)議棧。瑞薩的RX65N 已經(jīng)獲得了FIPS 140-2 Level 3 CMVP認(rèn)證，這一實例充分證明了瑞薩在提供完整安全解決方案方面的實力。

在半導(dǎo)體設(shè)計方面，瑞薩始終致力于平衡集成度、功耗和可靠性。針對不同的邊緣應(yīng)用，瑞薩提供了相應(yīng)的產(chǎn)品。以視覺處理應(yīng)用為例，瑞薩的旗艦產(chǎn)品RZ/V2H 并沒有通過單純提高主頻來實現(xiàn)高性能的AI 處理，而是通過DRP-AI 硬件加持，實現(xiàn)了每瓦10TOPS 的高能效比。這種設(shè)計使得產(chǎn)品無需散熱風(fēng)扇即可全速運行，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。

3 助力邊緣行業(yè)應(yīng)用落地

在特定應(yīng)用場景中，邊緣智能硬件對實時性要求極高。瑞薩通過優(yōu)化硬件的延遲和響應(yīng)時間，為自動駕駛汽車、遠(yuǎn)程醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域提供了可靠的解決方案。以視覺類應(yīng)用為例，RZ/V2H 的DRP-AI 通過硬件實現(xiàn)各種AI 算法，不僅降低了功耗，還大大提高了處理速度，可以同時處理4 路視頻信號。此外，瑞薩還在產(chǎn)品中加入了時間敏感網(wǎng)絡(luò)TSN（Time Sensitive Network）的支持，以滿足工業(yè)應(yīng)用中對低延時高速網(wǎng)絡(luò)的需求。在系統(tǒng)層面，瑞薩通過增強邊緣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，有效提高了整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度，為市場的快速發(fā)展提供了有力支持。

市場觀察顯示，邊緣智能技術(shù)的應(yīng)用正在逐漸滲透到各個行業(yè)。除了傳統(tǒng)的視覺類和語言類應(yīng)用外，需要實時數(shù)據(jù)處理的行業(yè)類應(yīng)用也開始傾向于使用邊緣智能技術(shù)。由于系統(tǒng)較為單一且封閉，此類應(yīng)用更早實現(xiàn)產(chǎn)品落地和大規(guī)模實用化。在電力系統(tǒng)保護(hù)、電機預(yù)測維護(hù)等領(lǐng)域，瑞薩已經(jīng)與多家企業(yè)展開了深度合作，并取得了顯著的合作成果。這些成功案例不僅證明了瑞薩在邊緣智能領(lǐng)域的技術(shù)實力和市場影響力，也為其他行業(yè)的應(yīng)用提供了有益的參考和借鑒。

4 結(jié)束語

通過不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，瑞薩為市場提供了高效、可靠、安全的邊緣智能解決方案，推動了整個行業(yè)的快速發(fā)展。未來，隨著邊緣智能技術(shù)的進(jìn)一步普及和應(yīng)用，瑞薩將繼續(xù)發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢和市場影響力，引領(lǐng)行業(yè)邁向更加美好的未來。

（本文來源于《EEPW》2024.5）