MCU专题 | 边缘智能发展趋势既是机会也是挑战

随着物联网领域的快速发展，MCU芯片也需要不断进行升级和发展，以适应更为广泛的应用场景和复杂的功能需求。应用于物联网端侧设备中的MCU产品需要具备低成本、低功耗、高集成度以及安全性等特点。

而AI技术的赋能，又让物联网端侧设备具备更加智能化的特点。瑞萨电子嵌入式处理器事业部市场总监沈清（Melisa）表示：“边缘智能会是未来物联网端侧设备的一大发展趋势。”而若想实现这一趋势，则需要MCU产品不断对能效比和成本进行优化，并集成更多的AI加速功能以及软硬件协同优化等。

沈清表示：“物联网端侧设备是一个追求成本和能效比的领域，单纯依靠CPU主频和工艺提升已经无法满足所有客户的需求，因此需要在不断提升能效比的同时降低系统的成本，同时确保各种AI加速功能得到长足的发展。”

而相较于通用型MCU产品，应用于物联网端侧设备中的MCU对低成本、低功耗、高集成度以及安全性等方面有着更高的要求。首先，由于物联网设备往往需要长时间运行，甚至在某些应用场景下需要依赖电池供电，因此功耗控制至关重要。并且未来随着物联网的节点持续增多，对于成本的敏感度也会越来越高，不单是MCU的成本，而是整个BOM的成本都需要降低。

其次，物联网端侧MCU通常需要集成更多的外围设备和接口，如传感器接口、通信模块（如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等），以及模拟信号处理功能，以便于连接和处理来自各种传感器的数据。与此同时，部分物联网端侧的MCU可能会集成专用的处理核心，用于执行特定的AI/ML（人工智能/机器学习）工作，以实现更高效的数据处理和智能决策。

最后，物联网端侧设备需要具备更强的安全性和可靠性，以保护设备免受网络攻击，同时避免数据泄露。

为了满足未来物联网端侧设备中MCU产品的需求特点，瑞萨针对不同的物联网端侧设备的需求，进行了不同级别产品的布局和开发。据沈清介绍，如针对可实现超低功耗待机的中低端产品，这些产品采用110nm Flash技术，在需要时提供一定的运算能力，适合电池供电的传感器类智能产品。

在对于性能有更高追求的领域，瑞萨高端的MCU着重在提高整体性能，在MCU架构下提供可以媲美部分SoC的AI运算能力，例如瑞萨推出的RA8系列MCU，集成ARM Cortex-M85内核，支持Helium向量运算加速，可以实现简单的视觉AI应用。瑞萨基于RA8 MCU还设计了一款麦轮小车Demo，实现了语音控制、无线图传、运动控制等多功能于一体的全套解决方案。

另外，在MPU层面，使用更先进的工艺可以提高产品性能，但瑞萨在此基础上更进一步，开发了可动态重构单元DRP，在瑞萨RZ/V2H新品上，DRP-AI可以在较低的工作电流下实现8TOPS的稠密AI算力。瑞萨也基于RZ/V2L MPU设计了一款高性能的AI解决方案，支持人脸识别、凝视检测、DMS等多种应用场景。

众所周知，瑞萨深耕嵌入式系统，考虑到目前云端计算的资源越发紧张，越来越多的负荷会放到边缘端来实现，这为边缘端的产品提供了一个良好的发展机遇，但同时这也是一个挑战，因为这会对具有高性能、高能效比产品的需求越来越多，瑞萨正在这一块积极布局，如之前发布的22nm的嵌入式非易失性存储技术，就是为后续的高性能边缘计算产品进行布局。同时，瑞萨也会在各个产品线上推出适合不同AI需求的对应产品。

与此同时，随着边缘智能技术在这一领域快速发展，瑞萨将持续在软硬件方面深度投入。并且，瑞萨认为，未来视觉类和语言类应用将逐渐实用化和日常化，更注重效能。因此瑞萨也正在积极探索这个领域，不断推出符合市场需求的产品。此外，瑞萨也会基于这些MCU推出更多的成功产品组合来加快大家对物联网端侧设备的设计。

未来，物联网端侧设备对于MCU产品的需求必将越来越严苛，不仅是对成本、性能以及功耗等方面的需求，还对算力、效能已经安全也有更多的要求。MCU厂商在开发相关MCU产品的过程中，需要综合考量所有的因素，才能推出符合市场和客户需求的产品，这是一个挑战但或许也是一次发展的机会。