物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展在經(jīng)歷了概念炒作之后已經(jīng)開始進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)平臺開發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新中，根據(jù)IHS的預(yù)測，到2030年互聯(lián)設(shè)備的數(shù)量將超過750億個。智能互聯(lián)設(shè)備、智能工廠、智能家居、智能汽車等應(yīng)用對安全邊緣技術(shù)的需求進(jìn)一步對MCU提出了更高的要求，不僅要滿足功率、性能和安全上的復(fù)雜需求，還要同時平衡系統(tǒng)總成本和能效。在這樣的需求下，恩智浦全新MCX微控制器產(chǎn)品組合應(yīng)運而生。
目前恩智浦擁有市場上大獲成功的三大類邊緣計算平臺的產(chǎn)品：通用MCU、跨界MCU(i.MX RT系列)、i.MX和Layerscape應(yīng)用處理器，構(gòu)筑了恩智浦廣闊的可拓展邊緣計算平臺。MCX產(chǎn)品系列是其面向邊緣計算的新一代MCU產(chǎn)品，依然是基于Arm? Cortex?-M系列，同時也沿用了恩智浦廣泛使用的MCUXpresso開發(fā)軟件及開發(fā)工具，提供了更高的可擴展性，并充分考慮了簡化系統(tǒng)設(shè)計，為開發(fā)者提供更好的體驗。該產(chǎn)品組合還首次集成了恩智浦用于加快邊緣推理的新型專業(yè)化神經(jīng)處理單元（NPU），有助于在邊緣實現(xiàn)高性能推理。
“隨著人工智能和智能邊緣計算的發(fā)展，我們所面對的挑戰(zhàn)越來越多，既需要快速發(fā)展的技術(shù)格局，并且隨著數(shù)據(jù)的大量傳輸，運算、處理和對信息安全保護的需求也越來越重要。此外，手持設(shè)備、電池應(yīng)用等領(lǐng)域?qū)Φ凸牡囊笠苍絹碓絿?yán)格。全新的MCX產(chǎn)品系列集合了LPC、Kinetis兩個系列產(chǎn)品的優(yōu)勢，可以提供更豐富的選擇，也為開發(fā)人員提供更好的用戶體驗。”恩智浦大中華區(qū)工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)市場高級總監(jiān)金宇杰如是說道。
MCX四大產(chǎn)品系列
MCX系列包括四大產(chǎn)品線，即N、A、W和L系列。
MCX N系列即高性能系列，工作頻率為150~250MHz，針對智能運算的要求，首次將NPU和DSP加入到MCU中。此外，還嵌入了恩智浦特有的安全系統(tǒng)——EdgeLock?。
MCX A系列即基準(zhǔn)系列，是一個入門款的MCU系列，工作頻率在48~96MHz之間，內(nèi)置定時器、低引腳數(shù)、單引腳電源，且針對成本受限應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。
MCX W系列即無線連接（Wireless）系列，工作頻率在32~150MHz之間，集成低功耗藍(lán)牙（BLE）模塊，同時高度集成了一些外圍器件，可減少外部BOM。
MCX L系列即超低功耗系列，工作頻率在50~100MHz之間，針對低功耗應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，并且集成了此前LPC中的低功耗，可提供業(yè)界領(lǐng)先的低靜態(tài)和動態(tài)功耗，有助于延長電池續(xù)航時間。
恩智浦MCX產(chǎn)品組合（圖源：恩智浦公司）
據(jù)金宇杰介紹，恩智浦在開發(fā)這一產(chǎn)品系列時，秉承著三大設(shè)計理念，即：更高的可拓展性、簡化系統(tǒng)設(shè)計、提供面向開發(fā)人員的軟件（包括已經(jīng)被廣泛使用的MCUXpresso和一些底層軟件），這使得MCX最終呈現(xiàn)更好的效果：易于從原來的LPC和Kinetis平臺遷移過來；有助于縮短開發(fā)周期；持續(xù)強化片上的安全性。
恩智浦首個集成 NPU 的 MCU 家族
“在智能邊緣的時代，智能家居、智能醫(yī)療、智慧交通、智慧工廠等領(lǐng)域的應(yīng)用場景不斷增加，且日趨成熟，迫切需要真正的神經(jīng)處理單元幫助處理這些應(yīng)用中的人工智能相關(guān)工作，MCX的一大亮點就是擁有真正的硬件的神經(jīng)處理單元，也就是將NPU集成在普通的通用MCU上，幫助客戶做到專用的人工智能和機器學(xué)習(xí)方面的處理。”恩智浦邊緣處理事業(yè)部系統(tǒng)工程高級總監(jiān)王朋朋介紹道。
恩智浦MCX產(chǎn)品構(gòu)成（圖源：恩智浦公司）
人工智能已經(jīng)持續(xù)火熱了幾年時間，市場上多是專用神經(jīng)處理器，如專用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器以及人工智能處理芯片。王朋朋認(rèn)為，在MCU中集成神經(jīng)處理單元是迎合時代的需要。在CPU的旁邊增加一個NPU協(xié)處理器，其內(nèi)部擁有計算通道，圖示的四個計算管道是其NPU里最小的示例，每個計算管道里有四個計算單元，是一個4×4的計算處理單元。恩智浦的整個產(chǎn)品家族里都會采用統(tǒng)一的架構(gòu)，提供更高性能的NPU加速器。
恩智浦NPU加速器（圖源：恩智浦公司）
NPU加速器也支持基于eIQ的機器學(xué)習(xí)軟件開發(fā)環(huán)境，與恩智浦此前發(fā)布的MCU或MPU上基于CPU的開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具保持一致，為現(xiàn)有用戶和新用戶在開發(fā)時增加機器學(xué)習(xí)和智能的元素提供了便捷。恩智浦也在入門級的MCU、高端的MCU，以及應(yīng)用處理器上，采用了統(tǒng)一的架構(gòu)。在性能層面，可以覆蓋從32次運算/周期到2000次運算/周期，未來還可以擴展到更高的性能或更小的單元。
MCX是恩智浦集成NPU的第一個產(chǎn)品家族，之前用CPU來處理的事項未來可以由NPU專門處理，從而有效提高效率。在NPU上進(jìn)行機器學(xué)習(xí)的運算加速時，性能會比Cortex-M33的內(nèi)核有至少30倍以上或更高的加速。因此可以實現(xiàn)CPU和NPU的并行處理，在一顆通用的MCU上，既實現(xiàn)了傳統(tǒng)MCU的功能，同時又實現(xiàn)了人工智能的運算加速。
現(xiàn)在看來，越來越多的落地的項目會要求邊緣計算平臺擁有AI功能支持。據(jù)王朋朋介紹，基于NPU的出現(xiàn)，恩智浦也增加了很多新應(yīng)用，在日常生活中，有客戶在做識別物體的秤，為了做到把東西放在秤上就可以直接結(jié)賬；在醫(yī)學(xué)檢測中，可以應(yīng)用于檢測含瘧疾的紅細(xì)胞；在交通出行中，可以幫助智能車識別障礙，自動地做出判斷和處理等。金宇杰也補充了一個電梯應(yīng)用，MCU產(chǎn)品加上NPU可以幫助智能電梯做人數(shù)統(tǒng)計，并對電梯本身進(jìn)行流量計算。
恩智浦對于面向不同應(yīng)用場景隆重推出的MCX四大系列產(chǎn)品都非常看好，并投入了大量的開發(fā)力量。據(jù)了解，今年年底會出樣片，W和N系列將在明年量產(chǎn)，首先量產(chǎn)的會是MCX W系列。
隨著智能化、自動化時代的到來，MCU的用量非常大，越來越多的廠商加入進(jìn)來，國內(nèi)廠商在MCU領(lǐng)域也在不斷發(fā)力，并且在一些領(lǐng)域也取得了不錯的成果。作為老牌MCU大廠，恩智浦也會繼續(xù)發(fā)揮自己的優(yōu)勢，整合其累積的技術(shù)優(yōu)勢，在賦能智能邊緣應(yīng)用中發(fā)揮舉足輕重的作用。
