從MPU到MCU Renesas推動Edge AI輕量化革命
為了讓Edge AI(包含AIoT、Edge AIoT等)開發者能快速完善開發Renesas提供諸多素材與工具,包含資料收集工具、範例應用程式、參考設計、轉換工具等,以下就以三大支柱展開更細部的開發支援說明。
Vision應用開發
首先說明最吃重的Vision(或稱電腦視覺Computer Vision, CV)應用,這一塊既可以用RA系列MCU也能用RZ系列MPU,其中RA8P1是業界第一個具備AI硬體加速能力的MCU晶片,晶片內有Cortex-M85、M33 MCU核心,而AI硬體加速部份則為Ethos-U55 NPU。
RA8P1內的Cortex-M85已達驚人的1GHz運作時脈,即便不使用AI硬體加速功能也具有極家的效能,而內建的Ethos-U55 NPU更是如虎添翼,可以讓各種AI推論工作提升9倍至35倍不等的效能。
進一步的,RA8P1為雙核MCU,其中M85負責人機互動、影音處理等工作,而M33負責即時感測與即時控制,既滿足吃重應用工作也滿足即時控制回應,兩相兼顧,不用取捨妥協。
此外Renesas也與軟體夥伴如Nota AI、IRIAD Labs等貢獻範例程式,Renesas也廣泛支援業界開發軟體工具,自身也投入開發與提供工具,業界工具如Keil、IAR等,Renesas自身也提供FSP(Flexible Software Package)彈性軟體包、QE(Quick and Effective)工具等。
另外開發者若期望以RA8P1晶片進行試製實測,Renesas也針對RA8P1推出EK-RA8P1評估套件(EK即Evaluation Kit),即硬體開發板,開發板上已具基礎週邊與I/O,開發者可以更快開發與實證。
更重要的是,Renesas針對開發者提出RUHMI框架,運用該框架可以將現成已開發完成的AI模型轉移至Renesas MCU/MPU上執行,此可稱為自帶模型(Bring Your Own Model, BYOM)。
Voice應用開發
針對Voice應用(或稱VUI,即Voice User Interface語音使用者介面)開發Renesas建議使用RX或RA系列MCU,其中初階MCU適合語音命令識別(Voice Command Recognition, VCR),中階MCU適合VCR外加講者識別(Speaker Identification, SID),或是VCR外加自然語言處理(Natural Language Understanding, NLP)。至於MPU則適合NLP+SID,若將MPU單純用於VCR則顯大材小用。
更具體而言初階MCU為RA2系列,中低階則為RA4,中高階則為RA6,高階則為RA8,在VCR、NLP方面Renesas與Cyberon合作提供開發者方案,SID方面Renesas則與AIZIP合作。
另外Renesas自身也提供語音防詐(Voice Anti-Spoofing, VAS)、音訊預處理前端(Audio Preprocessing Font, APF)、緊急尖叫偵測(Emergency Scream Detection, ESD)等,Renesas將此視為選擇性的附加特點(Add-On Feature)。
RTA應用開發
所謂RTA為各種感測數據的即時分析,如工廠產線設備的振動數據、溫度數據等,這方面Renesas特別於2023年收購Reality AI軟體公司,以此提供廣大開發者完整完善的開發工具。
舉例而言,Reality AI Tools可以產生、建立基於先進信號處理的TinyML/Edge AI模型;Reality AI Utilities可以即時監控AI模型、儲存資料;RealityCheck MOTOR可以實現條件性監督與維護預測;RealityCheck AD則為異常偵測,或針對空調系統有對應的RealityCheck HVAC等。
結語
最後,Renesas期望讓開發者以MCU進行Edge AI相關開發,且開發能夠兼顧最佳化(Optimized,或稱優化)、擴展延伸性(Scalable)以及彈性(Flexible)等三面向。
為此Renesas不單是提供MCU晶片,也以晶片為主軸提供相關的顧問諮詢、設計支援以及客製化等,此即Renesas訴求的價值定位。