Blog về công ty ST STM32V873RJ 800MHz ARM Cortex-M85 MCU Với Khả năng AI Biên

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. cung cấp và tái chế STSTM32V873RJMáy vi điều khiển 800MHz ARM Cortex-M85, có khả năng AI tiên tiến.

Nhờ cấu hình phần cứng xuất sắc và khả năng xử lý AI cạnh mạnh mẽ,STM32V873RJMáy vi điều khiển đã trở thành một sản phẩm tiêu chuẩn trong lĩnh vực nhúng hiệu suất cao.Được trang bị một lõi ARM Cortex-M85 800MHz và kết hợp các quy trình sản xuất tiên tiến với các công nghệ gia tốc độc quyền, sản phẩm này vượt qua các nút thắt hiệu suất mà các bộ vi điều khiển truyền thống gặp phải trong suy luận AI và các kịch bản tính toán phức tạp,cung cấp một giải pháp hiệu quả về chi phí cho các ứng dụng trí thông minh cạnh.

I. Cấu hình phần cứng cốt lõi: Một sự hợp nhất hoàn hảo của các lõi hiệu suất cao và công nghệ quy trình tiên tiến

Khả năng cạnh tranh cốt lõi củaSTM32V873RJMáy vi điều khiển bắt nguồn từ kiến trúc phần cứng hàng đầu, với mọi cấu hình được thiết kế xung quanh hiệu suất cao, độ tin cậy cao và tiêu thụ năng lượng thấp,đặt nền tảng vững chắc cho máy tính AI cạnh.

1Hiệu suất cốt lõi cấp hàng đầu: Được hỗ trợ bởi ARM Cortex-M85, một bước nhảy vọt trong khả năng tính toán

Là một sản phẩm hàng đầu trong loạt STMicroelectronics STM32V8,STM32V873RJđược trang bị lõi 32 bit Cortex-M85 thế hệ mới nhất của ARM, hoạt động ở tần số lên đến 800 MHz, làm cho nó trở thành một trong những lõi mạnh nhất hiện có trong loạt Cortex-M.lõi này sử dụng một kiến trúc ống dẫn ba giai đoạn và tích hợp công nghệ xử lý vector Helium ARM (còn được gọi là M-Profile Vector Extension, MVE), cải thiện đáng kể hiệu quả tính toán cho xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) và học máy (ML).AI suy luận và tốc độ xử lý DSP của nó nhanh hơn gấp sáu lần, với điểm CoreMark vượt quá 5,072, cho phép nó dễ dàng xử lý các tính toán thuật toán phức tạp và các nhiệm vụ xử lý dữ liệu thời gian thực ở cạnh.

Hơn nữa, lõi Cortex-M85 hỗ trợ các đơn vị chấm nổi (FPU) nửa chính xác, chính xác đơn và chính xác kép,cho phép nó thích nghi linh hoạt với suy luận mô hình AI với các yêu cầu độ chính xác khác nhauCho dù xử lý các mô hình mạng thần kinh nhẹ hoặc các thuật toán thị giác máy tính phức tạp, nó cung cấp tính toán hiệu quả trong khi cân bằng độ chính xác tính toán và tốc độ xử lý.Hơn nữa, lõi tích hợp công nghệ bảo mật ARM TrustZone, kết hợp với mở rộng PACBTI (Pointer Authentication và Branch Target Identification),cho phép nó bảo vệ hiệu quả chống lại các cuộc tấn công luồng điều khiển và cung cấp bảo vệ cấp phần cứng cho hoạt động an toàn của các thiết bị thông minh dựa trên cạnh.

2. Quá trình sản xuất tiên tiến và cấu hình bộ nhớ: cân bằng hiệu suất và hiệu quả năng lượng

CácSTM32V873RJđược sản xuất bằng cách sử dụng quy trình FD-SOI (Fully Depleted Silicon-on Insulator) 18 nanometer tiên tiếnđạt được hai bước đột phá trong kiểm soát tiêu thụ năng lượng và hiệu suất so với các quy trình truyền thốngQuá trình FD-SOI làm giảm hiệu quả dòng rò rỉ của chip, giảm đáng kể tiêu thụ điện tĩnh trong khi duy trì hoạt động tần số cao ở 800 MHz.Điều này làm cho nó rất phù hợp với pin chạy thiết bị trí thông minh cạnh, kéo dài tuổi thọ hoạt động của chúng. Đồng thời, quy trình 18 nm làm giảm dấu chân của chip và tăng cường tích hợp,cho phép STM32V873RJ kết hợp nhiều tính năng trong một gói nhỏ gọn.

Về cấu hình bộ nhớ, STM32V873RJ kết hợp công nghệ bộ nhớ thay đổi pha (PCM) độc quyền của STMicroelectronics, cung cấp dung lượng cao,độ tin cậy cao và tốc độ đọc / ghi nhanhCông nghệ PCM cho phép lưu trữ chương trình và đọc / ghi dữ liệu mà không cần bộ nhớ flash bên ngoài; tốc độ đọc / ghi của nó vượt xa so với bộ nhớ flash truyền thống,trong khi cung cấp khả năng chống bức xạ và nhiệt độ cực cao, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi như ngành công nghiệp và hàng không vũ trụ.chip được trang bị SRAM nhúng công suất cao để đáp ứng các yêu cầu lưu trữ bộ nhớ đệm tốc độ cao cho khối lượng lớn dữ liệu tạm thời trong các tính toán AI cạnhĐiều này ngăn chặn sự ngập ngừng tính toán do băng thông lưu trữ không đủ, do đó tăng cường hiệu suất thời gian thực của suy luận AI.

3. Giao diện ngoại vi rộng rãi: Thích hợp cho các kịch bản cạnh đa dạng

Để đáp ứng các yêu cầu kết nối và thu thập dữ liệu đa dạng của các thiết bị trí thông minh cạnh,STM32V873RJđược trang bị một loạt các giao diện ngoại vi, cho phép tích hợp liền mạch với các cảm biến, máy ảnh và mô-đun truyền thông khác nhau.Nó tích hợp giao diện MIPI CSI-2 và bộ xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP), hỗ trợ giao diện máy ảnh song song 16 bit cho phép kết nối trực tiếp với cảm biến hình ảnh. Điều này cho phép thu thập và xử lý trước dữ liệu hình ảnh theo thời gian thực,cung cấp hỗ trợ phần cứng cho các ứng dụng AI cạnh dựa trên thị giác máy tính (như nhận dạng đối tượng và kiểm tra trực quan)Đồng thời, chip có bộ mã hóa H.264 tích hợp, nén dữ liệu hình ảnh và video được chụp, do đó giảm yêu cầu băng thông truyền dữ liệu và sử dụng bộ nhớ.

Hơn nữa, chip được trang bị nhiều giao diện truyền thông khác nhau, bao gồm cả USB 3 tốc độ cao.0, Ethernet, CAN FD, SPI và I2C, hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông công nghiệp.Điều này cho phép tích hợp nhanh chóng với các hệ thống như Internet công nghiệp (IIoT) và cổng thông minh, tạo điều kiện tải dữ liệu thời gian thực và nhận lệnh ở cạnh.Các giao diện ngoại vi rộng lớn này cho phép STM32V873RJ thích nghi linh hoạt với nhiều kịch bản bao gồm cả tự động hóa công nghiệp, giám sát thông minh và điều khiển robot, do đó giảm sự phức tạp của thiết kế hệ thống.

II. Khả năng AI Edge Core: Một giải pháp máy tính phù hợp với trí thông minh Edge

Điểm nổi bật củaSTM32V873RJThông qua việc tối ưu hóa phối hợp của gia tốc phần cứng và hệ sinh thái phần mềm,nó cho phép suy luận AI để chạy hiệu quả và với mức tiêu thụ năng lượng thấp ở cạnh, loại bỏ sự phụ thuộc vào sức mạnh điện toán đám mây và thực hiện trí thông minh cạnh đặc trưng bởi nhận thức địa phương, ra quyết định địa phương và thực thi địa phương.

1. Tăng tốc AI cấp phần cứng: Nhanh tác Neural-ART cho phép suy luận hiệu quả

CácSTM32V873RJtích hợp máy gia tốc mạng thần kinh Neural-ART độc quyền của STMicroelectronics, cung cấp đến 600 GOPS sức mạnh tính toán để cung cấp gia tốc cấp phần cứng cho suy luận AI cạnh.Nhanh tác này đã được tối ưu hóa sâu sắc cho các mô hình mạng thần kinh chính thống (như CNNs)Ví dụ, trong các ứng dụng thị giác máy tính, STM32V873RJ,được trang bị máy gia tốc Neural-ART, có thể thực hiện nhận dạng hình ảnh và phân loại thời gian thực ở tần số 800 MHz, đạt được tốc độ suy luận nhanh hơn hàng chục lần so với xử lý phần mềm thuần túy.

Hơn nữa, máy gia tốc Neural-ART hỗ trợ công nghệ định lượng mô hình, cho phép định lượng các mô hình dấu phẩy nổi 32-bit thành các mô hình số nguyên 8-bit.Trong khi đảm bảo rằng độ chính xác suy luận vẫn không bị ảnh hưởng, điều này làm giảm đáng kể các tài nguyên bộ nhớ và thời gian tính toán cần thiết của mô hình, làm cho nó phù hợp với các tài nguyên phần cứng hạn chế có sẵn ở cạnh.máy gia tốc hỗ trợ xử lý song song đa nhiệm vụ, cho phép thực hiện đồng thời nhiều mô hình AI để đáp ứng nhu cầu xử lý thông minh đa nhiệm vụ trong các kịch bản phức tạp,như phát hiện lỗi đồng thời và giám sát tình trạng của thiết bị công nghiệp.

2Công nghệ Helium Vector: Cải thiện khả năng tính toán AI nhẹ

Công nghệ xử lý vector Helium tích hợp vào lõi Cortex-M85 tăng cường hơn nữaSTM32V873RJCông nghệ Helium hỗ trợ các hoạt động vector 128 bit, cho phép xử lý song song nhiều tập dữ liệu cùng một lúc;nó đặc biệt phù hợp với các hoạt động suy luận cho các mô hình AI nhẹ, chẳng hạn như chiết xuất tính năng từ dữ liệu cảm biến, nhận dạng giọng nói và nhận dạng cử chỉ.Các hoạt động vector có thể tăng hiệu quả tính toán nhiều lần, cho phépSTM32V873RJđể hoàn thành hiệu quả các nhiệm vụ AI nhẹ trong khi cân bằng tiêu thụ năng lượng và hiệu suất, ngay cả khi không có máy gia tốc chuyên dụng.

Ví dụ, trong các nút cảm biến thông minh,STM32V873RJ có thể sử dụng công nghệ Helium để thực hiện trích xuất và phân tích tính năng thời gian thực trên dữ liệu thu thập từ máy đo tốc độ và cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, nhanh chóng xác định dữ liệu bất thường và kích hoạt báo động. Vì không cần phải tải dữ liệu lên đám mây để xử lý, điều này làm giảm đáng kể mức tiêu thụ điện và độ trễ truyền thông,trong khi cải thiện tốc độ phản hồi của thiết bị.

3Hệ sinh thái phần mềm toàn diện: giảm rào cản cho sự phát triển AI

Để cho phép các nhà phát triển bắt đầu nhanh chóng và tận dụng đầy đủSTM32V873RJVới khả năng AI tiên tiến, STMicroelectronics đã xây dựng một hệ sinh thái phần mềm toàn diện, cung cấp nhiều công cụ phát triển và tài nguyên thuật toán.AI toolchain phục vụ như là công cụ phát triển cốt lõi, hỗ trợ chuyển đổi và triển khai nhanh chóng các mô hình AI được đào tạo bằng cách sử dụng các khung thông thường (như TensorFlow Lite và PyTorch) vào STM32V873RJ. Nó tự động hóa tối ưu hóa mô hình,định lượng và thích nghi, loại bỏ nhu cầu các nhà phát triển phải có kiến thức chuyên sâu về phần cứng cấp thấp và giảm đáng kể rào cản nhập cảnh cho việc phát triển ứng dụng AI cạnh.

Hơn nữa, STMicroelectronics cung cấp rất nhiều ví dụ tham khảo AI và thư viện thuật toán bao gồm nhiều lĩnh vực, bao gồm thị giác máy tính,Nhận dạng giọng nói và bảo trì dự đoán công nghiệpCác nhà phát triển có thể nhanh chóng xây dựng các nguyên mẫu ứng dụng dựa trên các ví dụ tham khảo này, do đó rút ngắn chu kỳ phát triển.hệ sinh thái STM32Cube hỗ trợ RTOS (Hệ điều hành thời gian thực), cho phép lập kế hoạch phối hợp các nhiệm vụ AI cùng với các nhiệm vụ thời gian thực khác, do đó đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy thời gian thực của các thiết bị trí thông minh cạnh.

III. Ưu điểm chính và kịch bản ứng dụng

1Ưu điểm chính: Hiệu suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp, độ tin cậy cao, dễ phát triển

Nhìn chung, những lợi thế chính củaSTM32V873RJBộ vi điều khiển có thể được tóm tắt trong bốn điểm: đầu tiên, hiệu suất cao, với một lõi Cortex-M85 800 MHz kết hợp với một máy gia tốc Neural-ART,có khả năng đáp ứng nhu cầu của các tính toán AI phức tạp và xử lý dữ liệu thời gian thực ở cạnhThứ hai, tiêu thụ năng lượng thấp: quy trình FD-SOI 18nm và công nghệ PCM làm giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng hoạt động của chip, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng chạy bằng pin; thứ ba,,độ tin cậy cao: công nghệ bảo mật cấp phần cứng, kết hợp với khả năng chống bức xạ và dung nạp với nhiệt độ cao và thấp,đáp ứng các yêu cầu của môi trường đòi hỏi như các ứng dụng công nghiệp và hàng không vũ trụ; và thứ tư, dễ phát triển:hệ sinh thái phần mềm STM32Cube toàn diện và các công cụ phát triển AI làm giảm sự phức tạp của việc phát triển các ứng dụng AI tiên tiến và tăng hiệu quả phát triển.

2Các kịch bản ứng dụng chính

Nhờ những lợi thế trên,STM32V873RJMáy vi điều khiển có thể được áp dụng rộng rãi trong các kịch bản trí thông minh cạnh khác nhau, bao gồm nhiều lĩnh vực bao gồm công nghiệp, Internet of Things (IoT), robot và hàng không vũ trụ.

Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, nó có thể được sử dụng trong các kịch bản như cảm biến thông minh, robot công nghiệp và bảo trì dự đoán của thiết bị.nó cho phép theo dõi thời gian thực tình trạng hoạt động của thiết bị, cảnh báo sớm lỗi và kiểm soát chính xác, do đó tăng mức độ thông minh và hiệu quả sản xuất trong sản xuất công nghiệp; trong lĩnh vực IoT thông minh,nó có thể phục vụ như một cổng thông minh hoặc nút tính toán cạnh, cho phép xử lý cục bộ và phân tích thông minh dữ liệu thiết bị IoT, giảm gánh nặng truyền dữ liệu đến đám mây và cải thiện thời gian phản hồi hệ thống;nó có thể được sử dụng trong các mô-đun như điều hướng trực quan, điều khiển chuyển động và nhận thức môi trường, cung cấp cho robot khả năng suy luận AI thời gian thực để cho phép điều hướng tự trị và tương tác thông minh;chip này đã được áp dụng trong micro-lasers của mạng lưới vệ tinh Starlink của SpaceX, nơi độ tin cậy cao và khả năng chống bức xạ làm cho nó phù hợp với các kịch bản ứng dụng đòi hỏi của ngành hàng không vũ trụ.

IV. Tóm lại

Là một sản phẩm hiệu suất cao có lõi ARM Cortex-M85 800 MHz, STSTM32V873RJMicrocontroller cung cấp một nâng cấp toàn diện về khả năng AI cạnh thông qua các quy trình sản xuất tiên tiến, cấu hình phần cứng mạnh mẽ và một hệ sinh thái phần mềm toàn diện. It not only breaks through the performance limitations of traditional microcontrollers in AI computing scenarios but also meets the demands of various edge intelligence devices with its low power consumption and high reliabilityVới sự tích hợp sâu sắc của máy tính cạnh và công nghệ AI,STM32V873RJđược chuẩn bị để trở thành một chip điều khiển cốt lõi trong các lĩnh vực như tự động hóa công nghiệp, IoT thông minh và robot.Nó sẽ cung cấp hỗ trợ phần cứng mạnh mẽ cho việc triển khai các ứng dụng trí thông minh cạnh, thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp trí thông minh nhúng.tiếp tục mở rộng ranh giới của các ứng dụng AI cạnh và tạo ra các giải pháp trí tuệ nhúng hiệu quả và thuận tiện hơn cho các nhà phát triển.