兼具低功耗、高效能、高安全特色 ADI MCU扮演邊緣AI最強助力
- 賴品如／台北
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AI邊緣運算、物聯網應用普及速度加快，在此波發展中，技術持續精進的MCU提供了重要動能，美國半導體領導大廠 ADI 亞德諾半導體（Analog Devices），多年來憑藉著高整合、低功耗、運算速度、成本最佳化平衡等產品特色，協助客戶搶攻市場，近期該公司舉辦的「邊緣AI躍進未來-2024 ADI MCU論壇」，更邀請ADI專業團隊、領域專家與合作夥伴，從不同面向深入剖析ADI微控制的功能產品細節。
ADI資深區域銷售經理陳曜桎在「ADI MCU應用新趨勢」演講中指出，科技快速進步，MCU已成為現代電子設備不可或缺的核心裝置，近年IT系統的運算架構逐漸從雲端轉向邊緣，此架構可讓數據在產生後立即被處理或銷毀，達到降低延遲、提升設備效能，並有效保護使用者的隱私，不過邊緣運算必須有強大的處理能力、數據隱私保護與低耗能為支撐，ADI作為MCU大廠，多年來持續透過技術研發與創新功能，可協助客戶打造效能與成本俱佳的邊緣運算產品。
陳曜桎接著表示，ADI MCU的產品線完整，其核心技術和創新主要聚焦於AI、低功耗，與安全性三大關鍵領域。在AI應用方面，ADI MCU整合的CNN加速器提供了強大的本地數據處理能力。可讓邊緣裝置能夠即時處理、分析數據，強化設備的反應速度和效率，降低對雲端運算的依賴，此設計對需要即時決策的工業自動化應用尤為重要。低功耗部分，ADI MCU創新的低功耗技術，可在不影響效能的前提下，大幅減少能源消耗，從而延長裝置的使用壽命，並讓部署於遠端的IoT設備維護成本最佳化。
至於ADI MCU的安全設計，則包括了多種先進加密技術（ChipNDA）和安全啟動機制，可保護裝置免受未經授權存取或數據資料被竊取、更改的風險，對金融服與基礎設施監控架構而言，是最理想的選擇。
除了完整產品線，ADI也致力打造強大的生態系，首先是與各類型夥伴建立合作關係，擴展服務範圍，並提供多樣化的技術和解決方案，滿足客戶在不同應用領域的需求。第二是開發工具，ADI提供的一系列的硬體工具和軟體資源，可有效縮短產品開發時程，第三是全面的技術支援，ADI位於全球的技術團隊，可提供即時且專業的技術諮詢服務，協助客戶善用ADI MCU的強大功能，搶攻市場商機。放眼未來，ADI將持續強化AI、低功耗、高安全性、無線通訊整合等功能，提供市場創新且高效的MCU解決方案。
兼具低功耗與高效能特色 ADI MCU滿足戶外場域需求
MCU將在新時代中扮演何種角色？逐漸成為電子設備開發者的焦點議題，對此，ADI工程師Neal Huang以該公司針對戶外應用設計的MCU產品為例，提出專業看法。他強調ADI在此領域的MCU兼具低功耗與高效能、高安全性、高整合度等特色。ADI的低功耗MCU在運作模式時，功耗僅有44μA/MHz，在深度睡眠模式下，可進一步降至350 nA，保留全記憶體模式的功耗也只有2.15μA，並可同時支援多種電源模式和智慧DMA。高效能部分，ADI低功耗MCU可應用於需求多元的場域，且有助於降低BOM成本，並可安全啟動與加密演算法等安全功能，保護系統免受外部威脅。至於ADI MCU的高整合度特色，則體現在強大的通訊介面、藍牙、SIMO、AFE雙電壓GPIO等層面。為滿足不同的設計需求和空間限制，ADI也提供BGA、TQFP、TQFN、WLP等多種封裝選擇，工程師可因應產品需求，靈活選擇合適的ADI MCU。
從應用面來看，ADI的低功耗MCU線可分為穿戴式與醫療、工業、光通訊等三大類型，其中穿戴式和醫療設備領域的MCU具備高效能與低功耗設計，例如MAX32690就提供了104組I/O介面、1MB RAM以及3MBFlash，MAX32655型號則支援藍牙5.2和AoA功能，可滿足對定位準確性有高要求的醫療應用。工業應用方面，ADI MAX32670/71內建160kB RAM與384kB Flash，並加入ECC強化數據完整性。光通訊領域要求MCU具備高速數據處理和傳輸能力，ADI MAX32662不僅有80kB RAM和256kB Flash，並支援12位元的ADC、I2S、CAN總線與AES，適用於對高速與高安全性的光通訊系統。
在開發支援和資源方面，Neal Huang指出ADI提供了完整的軟硬體開發環境，包括一系列的硬體開發工具和評估模組板(EVM)，開發者可搭配實驗平台，實際操作並評估MCU效能。軟體則有全面的SDK，其中包括豐富的示範程式碼、驅動程式和文檔，ADI的SDK可支援Eclipse、IAR和KEIl多種開發環境，滿足不同開發者需求。此外ADI的開發環境也支援RTOS，特別是整合FreeRTOS，可加快開發具備即時效能產品的速度。
MAX78000強大效能 邊緣運算架構首選
如何運用MCU提升AI邊緣運算產品競爭力，已成為電子設備廠商的重要策略，對此議題，ADI工程師Tony Wu深入介紹該公司ADI MAX78000 MCU的功能，與此產品如何應用於邊緣運算設備。Tony Wu指出，ADI MAX78000結合了超低功耗的ARM Cortex M4處理器和專為機器學習應用設計的CNN加速器，適合可穿戴設備、智慧家居和工業監測系統等需要使用電池長期供電的場域。
MAX78000導入的創新低功耗設計，可大幅減少設備功耗並保持高效能運作。其電源管理系統可依據當下運算需求動態調整能耗，並在低電壓下穩定運行，使用壽命可長達數月至一年。MAX78000整合的CNN加速器，可大幅強化處理效率，此CNN加速器可讓MCU直接運行深度學習演算法，相較於一般MCU需要透過軟體在CPU執行的做法，MAX780002的運算速度更快、功耗更低，因此可高效處理龐大資料量，適用於圖像識別、語音辨識和環境監測等需要即時分析資料的邊緣運算架構。
處理能力方面，MAX78000 MCU採用ARM Cortex-M4和RISC-V處理器雙核心架構，可讓使用者介面、週邊設備控制和深度休眠管理等功能設計更靈活性與高效，64組並行處理器，可處理複雜的機器學習模型，高達442KB的權重儲存能力和512KB的資料儲存容量，可讓大型深度學習模型在邊緣設備穩定運行。MAX78000 CNN加速器的出色效能，使其成為執行邊緣視覺分析任務的理想選擇。
ADI MAX78000 的獨特設計和強大功能，已被應用於人臉辨識、語音辨識與關鍵字檢測、智慧家居、車牌辨識、醫學圖像分析、環境監測等多種場域，隨著邊緣運算應用的普及，Tony Wu預計會有更多創新應用浮現，環球睿視與晉祥雲端兩家企業，就在論壇中介紹如何採用ADI MCU打造高效能解決方案。
環球睿視執行長蘇育民表示，該公司善用ADI MCU開發的AI語意與語音解決方案，可實現邊緣AI技術的應用。環球睿視已將自然語言理解（NLU）技術整合至小型晶片中，運用TinyML模型在資源有限的設備上運行高效AI算法，此解決方案的語音驅動功能可優化使用者體驗，在沒有網路連接的環境下，設備仍可即時接收指令並準確運作。
環球睿視選擇ADI MAX78000 MCU作為核心的AI語意與語音解決方案，不僅可支援多語言處理，還能在嘈雜背景下精準辨識語音，蘇育民強調，此功能對需要部署於不同環境中的語音語意系統而言至關重要，環球睿視已開發出多種應用，智慧語音客服、智慧點餐系統適用於零售餐飲領域，語音辨識與翻譯服務則可在國際會議、旅遊和教育等場域中，協助使用者打破語言障礙，另外在醫療健康、教育培訓、車載系統等領域，環球睿視的解決方案也有廣泛應用，蘇育民指出，該公司的技術不僅提升了設備操作的便捷性和安全性，還可增強學習與工作效率，為人機互動開拓更多可能性。
晉祥雲端科技多年來持續協助不同場域業者建構合適的機電系統，專案經理陳立明強調，ADI MCU的低功耗、記憶體規格以及小封裝設計，有效提升了該公司的產品效能，完整的範例代碼、持續更新的軟韌體版本與以及原廠高度支援，也是晉祥雲端科技打造最佳化場域機電系統的最佳助力，未來該公司將持續擴大、深化ADI MCU的應用，為客戶打造高效能自動化架構。
近期的雲端科技溫溼度感測系統採用的ADI MAX32660 MCU，具備小體積、低功耗和高速運算特色，專為農場與工業環境打造的藍牙網路自動化控制系統，則選用雙核心、支援藍牙5.0，且具備高性價比的ADI MAX32666。至於顯示面板模組，則導入ADI MAX32672，其大記憶體容量、豐富I/O介面與ADC支援，可滿足顯示面板模組的高速與高CP值要求。
