過去20 多年來，我們與不同技術(shù)的互動方式已發(fā)生巨大變化，如今我們可以從能夠感測、處理和採取行動的各種智慧型裝置中獲益，意法半導(dǎo)體（ST）稱為 「Onlife 時代」（Onlife Era）。在這個時代，終端使用者的體驗(yàn)可以運(yùn)用不同裝置、裝置內(nèi)容和實(shí)際世界之間所產(chǎn)生的融合。
回顧過去，標(biāo)準(zhǔn)封裝的 MEMS 感測器本身擁有可程式化核心的想法令人難以置信。Edge AI 世界中的感測器所面臨的新挑戰(zhàn)，是將智慧處理單元整合至一塊極小矽晶片中的能力，並在不同特性之間取得平衡。
首先，在不影響處理能力的情況下，採用以微瓦為單位的功率運(yùn)算。接著，是有限的物理處理和記憶體儲存空間，並將經(jīng)驗(yàn)證的感測器技術(shù)架構(gòu)整合非破壞性的解決方案納入考量。最後，是針對系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供感測器選擇的相容性和彈性，以及提供開放性解決方案給為數(shù)以百萬計(jì)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員。
而目前ST設(shè)法在MEMS感測器中嵌入可程式化核心，以符合所有市場需求，這稱為 「ISPU」，即智慧感測器處理單元（Intelligent Sensor Processing Unit）。
ISPU以專屬數(shù)位訊號處理為基礎(chǔ)，其以C語言進(jìn)行程式設(shè)計(jì)，並在超低功率硬體電路中採用CMOS技術(shù)，以進(jìn)行即時混合精準(zhǔn)AI執(zhí)行。這款減少指令集處理器可使量化AI感測器能夠支援全精度到single-bit的神經(jīng)網(wǎng)路，以利從慣性資料中取得最大動作識別與異常偵測準(zhǔn)確度。
工業(yè) AI 的新趨勢是能夠在感測器內(nèi)執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)演算法，而非使用微控制器。ST 已開發(fā)出一套商業(yè)產(chǎn)品—ISM330IS，可執(zhí)行工業(yè)市場中常用的複雜應(yīng)用。最佳化的超低功率硬體電路可即時執(zhí)行演算法，這是無線感測器節(jié)點(diǎn)中的最先進(jìn)的功能，範(fàn)圍從小型設(shè)備或配件到工業(yè)5.0的企業(yè)解決方案（如異常偵測、資產(chǎn)追蹤、工廠自動化等）皆適用。採用ISPU的全新裝置為需處理複雜情況的工業(yè)應(yīng)用帶來全新面貌。例如在需要24小時控管的情況中，需要快速反應(yīng)，同時也因採用電池供電而使功率預(yù)算十分緊繃；ISM330IS可針對工業(yè)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控提供複雜的異常偵測演算法，像是機(jī)器手臂和一般設(shè)備的改裝等確實(shí)受到電力和空間限制的應(yīng)用。
最新版本的NanoEdge AI Studio擴(kuò)大適用範(fàn)圍，除了STM32微控制器產(chǎn)品組合外，還可支援ISPU MEMS感測器。NanoEdge AI Studio程式庫可在ISM330ISN ISPU 上免費(fèi)使用。藉由這種方式，ISPU可輕鬆成為最佳化異常偵測解決方案，可學(xué)習(xí)現(xiàn)場的真實(shí)行為，無須重新訓(xùn)練。
下圖標(biāo)示出在 ISPU 中執(zhí)行演算法時，部分可供使用的程式庫，以及耗電量的使用狀況。
| 圖五 : 使用 ISPU 輕鬆增強(qiáng)應(yīng)用 |
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因此，採用 ISPU 的感測器是工業(yè)應(yīng)用民主化的新篇章，您可以想像如何運(yùn)用 ISPU 的功能來執(zhí)行複雜工業(yè)應(yīng)用。
