論MCU，在該領(lǐng)域起著“主導(dǎo)作用”的瑞薩電子有著絕對的話語權(quán)，而在應(yīng)對市場的變化上，瑞薩電子的方案也有積極的產(chǎn)業(yè)推動意義。

2016年的達(dá)沃斯論壇將主題鎖定在了“第四次工業(yè)革命”——一場由大數(shù)據(jù)、云計算、智能機(jī)器人和3D打印等技術(shù)掀起的創(chuàng)新浪潮，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的關(guān)注度被推向了高點(diǎn)。作為國家經(jīng)濟(jì)競爭力的關(guān)鍵所在，工業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化成為各國發(fā)展的重中之重，其中的首要任務(wù)就是推進(jìn)現(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng)向智能制造方向轉(zhuǎn)變。

制造系統(tǒng)是一個覆蓋設(shè)計、物流、倉儲、生產(chǎn)、檢測等生產(chǎn)全過程的極其復(fù)雜的系統(tǒng)，企業(yè)要搭建一個完整的智能制造系統(tǒng)，最困難也是最核心的部分就是生產(chǎn)過程數(shù)字化，而這一過程的推進(jìn)往往首先就需要芯片（如MCU）和系統(tǒng)的革新。

作為嵌入式芯片（MCU）領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，瑞薩電子一直起到引領(lǐng)市場風(fēng)潮的帶動作用。如今基于對工業(yè)市場的深耕，瑞薩電子也在結(jié)合工業(yè)市場的獨(dú)有屬性摸索智能化的邊界，并將AI技術(shù)融入其中。

為了探討先進(jìn)工業(yè)芯片設(shè)計的邏輯，我們特別采訪了瑞薩電子。

當(dāng)AI遇到MCU

作為信息產(chǎn)業(yè)和工業(yè)控制的基礎(chǔ)，MCU有著非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。MCU可以構(gòu)成各種工業(yè)控制、過程控制、自適應(yīng)控制、實(shí)時控制和數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)，以達(dá)到測量與控制目的。

因?yàn)閼?yīng)用之廣泛，隨著新興工業(yè)的發(fā)展，MCU市場也在不斷增長。據(jù)IC Insights 2016年8月的研究報告表明，雖然伴隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)周期性下滑，MCU市場增長出現(xiàn)下滑，但是未來反彈后市場將于2020年達(dá)到高峰，銷售額達(dá)到209億美元。

分析數(shù)據(jù)顯示，就MCU市場本身來看，因廣泛應(yīng)用但不僅限于在工業(yè)傳感器、電機(jī)控制等領(lǐng)域，MCU一直是自動化生產(chǎn)、智能家居等各個物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)硬件。如今在新技術(shù)的驅(qū)動下，MCU未來勢必向更高的性能、無線通信以及網(wǎng)絡(luò)安全能力發(fā)展，這也促使了MCU市場本身的變革。

“自動駕駛、新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能，隨著5G通信帶來的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，都有望成為引領(lǐng)MCU增長趨勢的熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。我們認(rèn)為，目前8位MCU市場與技術(shù)已經(jīng)非常成熟，32位MCU將成為未來的增長點(diǎn)。”

事實(shí)上，8位MCU產(chǎn)品長期處于“壟斷”地位是不爭的事實(shí)，甚至迄今為止，它都占據(jù)了40%的市場份額，而它不可撼動的市場地位也長期確保了既有MCU市場格局的穩(wěn)定。但是現(xiàn)如今因?yàn)楫a(chǎn)品市場的智能化發(fā)展，應(yīng)用端對MCU的計算、存儲等性能都有了更高要求，這使得有著更好性能表現(xiàn)的32位MCU得以異軍突起。

工業(yè)MCU的智能化探索

不同于8位MCU時代，未來的MCU芯片從設(shè)計、開發(fā)到系統(tǒng)生態(tài)，都有著更高的要求，尤其是芯片本身的智能化升級。

“在工業(yè)4.0 / IIoT中，生產(chǎn)系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的生產(chǎn)控制和維護(hù)。為此，在端點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)采樣/收集至關(guān)重要。但是，它會生成大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)收緊了網(wǎng)絡(luò)帶寬并抑制了現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)時動作。為了解決這些問題，我們努力研發(fā)了嵌入式人工智能（e-AI）技術(shù)。”

所謂e-AI，瑞薩電子希望做到的就是利用AI技術(shù)，動態(tài)分配和使用硬件資源，以確保生產(chǎn)過程中的及時響應(yīng)。于是按照設(shè)想，基于工作環(huán)境，通過諸多嘗試后，瑞薩電子最終推出了e-AI解決方案，即將AI整合到嵌入式系統(tǒng)中。

據(jù)瑞薩電子介紹，e-AI （embedded- AI）解決方案是基于其MCU環(huán)境開發(fā)的AI平臺工具組，它由Translator、Checker和Importer三部分組成。

“Translator將模型（支持Caffe、TensorFlow）轉(zhuǎn)換為代碼，作為庫應(yīng)用于MCU開發(fā)環(huán)境e2studio；Checker根據(jù)模型復(fù)雜程度推薦合適的MCU系列；然后通過Importer，平臺就可以運(yùn)行特定的AI模型。”

在工業(yè)領(lǐng)域，因?yàn)樾枰紤]生產(chǎn)過程的穩(wěn)定、安全等因素，這一看似簡單的實(shí)現(xiàn)其實(shí)耗費(fèi)了瑞薩電子不少心力。2017年7月，瑞薩電子首次公布e-AI方案，通過自家設(shè)計的e-AI翻譯器把客戶AI模型翻譯到C語言，然后在瑞薩電子RX系列MCU里進(jìn)行AI的終端推理功能；而不同于現(xiàn)在AI的快速發(fā)展節(jié)奏，瑞薩電子一年后才推出第二代的e-AI方案，將獨(dú)有的DRP技術(shù)嵌入芯片，實(shí)現(xiàn)基于DRP的e-AI解決方案。

可以看出，在技術(shù)的迭代探索過程中，瑞薩電子十分小心，其背后是對工業(yè)生產(chǎn)安全可靠的深入考量。

而正是因?yàn)閲?yán)謹(jǐn)，瑞薩電子也收獲了市場的認(rèn)可。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球10多個國家的約150家公司正在基于這項技術(shù)開展包括工具等在內(nèi)的試驗(yàn)，到目前為止e-AI的實(shí)際使用案例已超過30個。

用AI促進(jìn)產(chǎn)能提升，加速智能化芯片產(chǎn)品產(chǎn)出

工業(yè)4.0是推動萬物智能化、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)所在，對于瑞薩電子這樣的廠商來說，這也是莫大的機(jī)遇。

“采用e-AI將給便利性、安全性和生產(chǎn)效率方面帶來巨大的進(jìn)步。我們通過使用e-AI成功地提高了自己工廠的產(chǎn)能，從而驗(yàn)證了AI給終端設(shè)備帶來的優(yōu)化。我們將繼續(xù)擴(kuò)大e-AI應(yīng)用的范圍，將其從色彩、形狀和波形等簡單屬性擴(kuò)展到復(fù)雜圖像的實(shí)時處理；我們將提供更廣范圍應(yīng)用、人人都可以使用的e-AI解決方案，在推動終端設(shè)備智能化方面發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。”

夯實(shí)工業(yè)生產(chǎn)的智能化技術(shù)，工廠就能夠應(yīng)對智能化產(chǎn)品的多樣性需求等變化，而基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，瑞薩電子也將目光看向了更遠(yuǎn)處。

“未來智能化MCU的發(fā)展空間將會很大，以智能家居為例，隨著AI、IoT技術(shù)的快速發(fā)展，智能家居正在實(shí)現(xiàn)從‘單品智能化’到‘萬物互聯(lián)互通化’，而由于家電設(shè)備在支持AI功能（如語音識別，圖像識別等）往往需要快速的響應(yīng)時間并在本地存儲用戶的一些敏感數(shù)據(jù)，因此家居設(shè)備就必須嵌入AI功能，這就為未來智能化的MCU發(fā)展鋪了路，也是我們進(jìn)入的機(jī)會。”

可以說，通過改進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器來加速工廠的智能化轉(zhuǎn)型是瑞薩電子有信心做成的事情，而沿著生產(chǎn)環(huán)節(jié)去探索應(yīng)用場景中的智能化生態(tài)系統(tǒng)搭建是瑞薩電子想要抵達(dá)的遠(yuǎn)方。但不可否認(rèn)，對于整個行業(yè)，這都是前所未有的挑戰(zhàn)。

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