Mikrokontrolery z akceleratorem AI niewymagające komunikacji z siecią

Firma Rohm opracowała nowe mikrokontrolery z serii ML63Q253x-NNNxx i ML63Q255x-NNNxx z wbudowanym akceleratorem AI, potrafiące samodzielnie uczyć się bez konieczności utrzymywania ciągłego połączenia z siecią. Umożliwiają one m.in. analizowanie stanu urządzeń (np. silników) i przewidywanie awarii. Wykorzystano w nich autorski system Rohm o nazwie Solist-AI, oparty na prostych, 3-warstwowych sieciach neuronowych. Dzięki wbudowanemu akceleratorowi AI (A×lCORE-ODL) uzyskano nawet 1000-krotnie szybsze przetwarzanie w porównaniu z wcześniejszymi seriami mikrokontrolerów, w których algorytmy AI były wykonywane wyłącznie w postaci oprogramowania pracującego na głównym rdzeniu (przy założeniu, że jego częstotliwość taktowania wynosiłaby 12 MHz), co pozwala na wykrywanie i raportowanie anomalii w czasie rzeczywistym.

Modele przetwarzania AI są zazwyczaj klasyfikowane jako: oparte na chmurze, brzegowe (edge) lub końcowe (endpoint AI). W przypadku tego pierwszego rozwiązania zarówno trening, jak i wnioskowanie są wykonywane w chmurze. Edge AI korzysta z połączenia systemów chmurowych i lokalnych (np. urządzenia w fabryce, sterowniki PLC), komunikujących się za pomocą sieci. Z kolei w przypadku endpoint AI trening jest przeprowadzany w chmurze, a wnioskowanie – lokalnie na urządzeniu (nadal niezbędne jest zatem połączenie sieciowe). Wszystkie modele najczęściej wykonują wnioskowanie za pomocą oprogramowania, co wymaga użycia GPU lub wydajnej jednostki CPU.

{$in-article-module}

Mikrokontrolery AI firmy Rohm – w przeciwieństwie do powyższych rozwiązań – mogą samodzielnie wykonywać zarówno uczenie, jak i wnioskowanie bezpośrednio na urządzeniu (on-device learning), choć formalnie są zaliczane do kategorii endpoint AI. Takie autonomiczne rozwiązanie umożliwia elastyczne dostosowanie do rozmaitych środowisk instalacyjnych i różnic pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami urządzeń.

Mikrokontrolery AI z nowej oferty nadają się idealnie do modernizacji istniejących maszyn. Podczas pracy pobierają około 40 mW mocy. Zostały oparte na rdzeniu ARM Cortex-M0+ i zawierają m.in. interfejsy CAN FD, I²C, SPI i UART, zestaw timerów 16-bitowych, kontroler PWM do silników 3-fazowych, zegar RTC oraz dwa 12-bitowe przetworniki A/C o częstotliwości próbkowania do 1 MSps. Dostępnych jest już 8 pierwszych modeli, zawierających od 128 do 256 kB pamięci Flash programu, 8 kB pamięci Flash danych i 16 kB pamięci RAM. W ofercie firmy Rohm są dostępne płytki ewaluacyjne oraz symulator Solist-AI Sim, umożliwiający testowanie działania AI przed wdrożeniem.

Mikrokontrolery serii ML63Q253x-NNNxx i ML63Q255x-NNNxx mogą znaleźć zastosowanie w maszynach przemysłowych, instalacjach budynkowych i sprzęcie AGD. Są produkowane w 4 typach obudów TQFP i WQFN o wymiarach od 7 × 7 × 0,8 mm do 12 × 12 × 1,2 mm.

Mogą pracować w zakresie temperatury otoczenia od –40 do +105°C.

www.rohm.com

{$in-article-module}