电子产品世界

2018年什么技术最火，非人工智能莫属；2018什么应用最有前途，物联网敢说第二没人敢说第一，毕竟连几乎改变了中国人消费习惯的阿里巴巴在2018年都公开宣布物联网作为公司下一步发展的核心战略。人工智能技术的火爆，必然会和最有前途同时应用最广泛的物联网产生全新的融合，在AI+IoT的时代，实现人工智能技术与物联网在实际应用中的落地融合，已经成为各大传统行业向物联网时代迈进过程中智能化升级的最佳通道。

根据IC insights的预计，从2017年到2022年MCU在IoT里每年的复合增长率是17%。到2020年，会有超过30亿个物体连接在一起。2017年，通过中国三大运营商连到云端的IoT数量占到全球56%，也就是说在运营商层面上连到IoT的物体有超过一半在中国。当人工智能照进物联网，MCU必须适应全新的技术需求才能迎接如此庞大的市场挑战。

人工智能升级物联网

物联网是个高度物化的庞大网络，物联网的运营离不开人工智能对整个互联万物的统筹管理，人工智能通过大量数据进行分析，做出对未来趋势性的推断，而物联网则肩负着资料收集的重任，通过嵌入在产品中的传感器不断将数据上传至云端，如同一个复杂的人类个体，人工智能更像人的大脑指挥着整个人的每个动作，而物联网则像人的神经、四肢以及每个皮肤细胞，获取各种信息并传递给大脑进行统一处理。只有当物联网的各个部分都赋予了不同层级的智能，才能构成一个完整的生命体。

物联网与人工智能需要互相融合才能尽显二者的优势。AI的应用场景很多，但只有结合物联网，才能找到更实际且更广阔的应用空间，在万物互联的支撑下，AI才能实现其强大的智能驾驭系统的能力。而借助AI和IoT融合，通过物联网产生、收集的海量数据，再通过大数据分析，形成智能化的应用场景，能够让物联网真正的实现全面的自动化全局化运营管理的理想场景。智联网时代，现有的商业模式和生活习惯都将会改变。以智能家居市场为例，数据显示，2018年中国智能家居规模将达到1800亿元，到2020年智能家居市场规模将达到3576亿元。分析师预测，2021年全球智能家居市场规模将达5000多亿元。飞速爆发中的AIoT市场，所蕴藏的人机交互需求及前景无疑是令人期待的。

物联网与人工智能的融合，从早期的单机智能逐步演进到互联智能再进化到主动智能，对智能的定义和要求也不断变化，人工智能在物联网体系中，也不再是云端的专属。随着边缘端计算能力的不断提升，如果以传统人工智能的模型将所有数据都上传到云端，一方面将会造成云端庞大而冗余的数据处理需求，另一方面则不利于终端对即时信息处理需求做出第一时间的反应，从而影响整个物联网的应用体验和运营效率。在这样的诉求下，边缘人工智能与云端人工智能相结合就成为提升AI与IoT融合最有效的解决方案。

边缘智能重塑MCU新未来

云计算的兴起，带动的是连接传输速度的提升以及对边缘端计算能力的弱化，期望以云作为计算能力的核心而尽可能降低边缘端的计算量以降低成本和能耗。但随着物联网应用的深入，庞大的数据交互和云端计算的开销带来的是整个系统反应的迟滞和效率的延缓，因此边缘计算能力越来越引起足够的重视，由此而来的是人工智能与物联网的融合中，边缘端对智能的需求也变得越来越高，边缘计算犹如人类身体的神经末梢，可以对简单的刺激进行自行处理，并将特征信息反馈给云端大脑。伴随AIoT的落地实现，在万物智联的场景中，设备与设备间将互联互通，形成数据交互、共享的崭新生态。在这个过程中，终端不仅需要有更加高效的算力，在大多数场景中，还必须具有本地自主决断及响应能力。举个简单的场景，无人驾驶必然需要借助网络的智能进行更多的智能化决策，但无人驾驶首先要做到的是即使没有网络的支持条件下，依然可以自主的识别路况并作出判断，否则一旦网络出现极微小的丢包，都可能酿成严重的事故。

作为物联网终端处理应用中最普遍的核心处理单元，MCU面对人工智能与物联网的融合需要做出全新的改变以适应未来的边缘端智能化的需求。如果说从最早的单片机向SoC架构为主的MCU转变是第一次青春期般的跨越的话，那么人工智能将会引领MCU产品进行全新的二次青春，破茧成蝶般焕发全新的魅力，甚至可能迎来更为广阔的应用舞台。

传统嵌入式产品的开发过程

现阶段嵌入式系统开发的需求和流程

在MCU端实现相对简易的AI算法或应用首当其冲的就是对设备端芯片的并行计算能力和存储器带宽提出了更高的要求，与此同时又必须保证原有MCU产品的低功耗、低成本以确保不会增加系统的开销。这就给嵌入式系统的开发和设计提出了全新的要求，也为MCU厂商提供的产品和服务提出了全新的挑战，比如更强的扩展和更安全之外，还需要更好的开发工具，将以往云端在GPU、CPU或ASIC进行处理的算法进行代码转换，让MCU进行识别并处理。MCU适应AIoT并不仅是+AI IP那么简单，在代码移植性、软件兼容性上都要做好开发工具的配合。

上面两幅图很清晰的展示了传统的嵌入式系统开发的流程和目前面向AI+IoT的嵌入式系统的开发需求已经产生了本质的变化，特别是对MCU产品的计算能力、存储空间以及软件开发工具都提出了更高的要求，特别的，人工智能算法的应用，对传统以单纯嵌入式RTOS为核心的MCU运行平台提出了不同的挑战，部分虚拟化技术将会逐渐平移到MCU平台，以帮助边缘端具有更为灵活的人工智能算法施展空间。面对如此的技术发展需求，不同的MCU厂商纷纷给出各自的应对策略，从而希望能够抓住MCU发展的新浪潮，抢占未来边缘端应用的制高点，这一点大家可以在即将开幕的慕尼黑上海电子展上寻觅到青春的气息。

作为近年来成长势头最猛的MCU厂商，意法半导体（展位号4108）将其STM32的生态打造得有声有色，特别是近年来跟阿里云的密切合作，使得STM32的新产品均可以直接满足阿里云的接入需求，帮助开发者快速实现与阿里云系统的对接。特别的意法半导体为MCU增加了更多的实用功能，STM32WB采用双核射频集成，可以支持蓝牙和802.15.4（zigbee、Thread），除了可以做蓝牙数据传输，还可以进行语音、图像显示、传感器的数据处理，下一步ST还将推出WL系列，即长距离（Long range）无线，诸如Sub-GHz等，甚至是带有WiFi的SoC，这些都是ST在未来的规划。值得重点提出的是，STM32将会加入Linux系统，而不仅仅采用RTOS。与之相搭配的是，ST将在未来推出支持双核Arm  Cortex-A7的样片，可以说这个产品的架构已经不再只是MCU了，而跟AP靠拢了。此外，意法半导体为很多中国企业提供HomeKit——Apple Homekit BLE，这套工具（Apple Homekit BLE）将于 2018年中期率先支持STM32L476 (512 kB+闪存)和 STM32F413平台，之后支持STM32WB系列。在人工智能应用方面，意法半导体积极确保通过一些简单工具来实现STM32上的人工智能，比如提供一个神经网络输出器STM32Cube.AI，把现有成熟的算法转化成在MCU上运行的AI算法。其目标应用是相对比较简单的应用，如语音、图像、人脸识别，以及其他需要MCU进行处理的应用。这个工具能够让工程师直接简单的在STM32上得到实现。

作为MCU领域的老牌领导厂商，瑞萨电子（展位号4510）的物联网MCU策略进行的更为多样化，RL78系列MCU、RX系列等MCU均适用于物联网节点处理应用，其中RX65N/RX651系列是采用了瑞萨电子独有的RXv2增强型内核的高性能微控制器，支持浮点运算与数字信号处理指令，另外还包括多种片上外设和大容量存储空间。RX65N/RX651系列具有增强的模拟外设功能，支持以太网和USB主/从等功能，可以用于高速通信连接。高性能的RX700系列带有高达120MHz 大容量Flash，客户在二次开发时可以将Flash中的内容作为数据读出，保障了数据安全的同时，也为部分人工智能算法的应用提供了可能。特别的，瑞萨电子推出的物联网及嵌入式开发平台Synergy由五部分组成：软件、处理器、工具和开发板、解决方案以及资料库，是专为物联网及嵌入式开发者定制的平台，拥有更完整的内容、认证与支持，可将工程师从乏味的基础架构编程中解放出来，更快的将复杂的设计产品化，加速创意产品化的进程。Synergy平台的核心时软件资源包和解决方案库，面向云和物联网应用，使用MQTT+TLS构建安全连接，10分钟内即可构建与百度云的平稳连接，基于Synergy S7SK并融合本地的生态系统，可以为IoT系统实现在云端和边缘端的人工智能整体化应用设计。

作为电子行业的风向标和开年大展，2019年的慕尼黑电子展上面向AI+IoT融合应用的MCU厂商不止以上两家，罗姆（展位号4300）赛普拉斯（展位号4116）以及华大（展位号45300）等都将携最新的面向物联网的MCU产品参展，届时邀请大家前来共同感受AI+IoT浪潮带来的MCU开发的二次青春。

关键词： 慕尼黑电子展 MCU