過去20 多年來，我們與不同技術(shù)的互動(dòng)方式已發(fā)生巨大變化，如今我們可以從能夠感測(cè)、處理和採(cǎi)取行動(dòng)的各種智慧型裝置中獲益，意法半導(dǎo)體（ST）稱為 「Onlife 時(shí)代」（Onlife Era）。在這個(gè)時(shí)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(cè)器本身?yè)碛锌沙淌交诵牡南敕钊穗y以置信。Edge AI 世界中的感測(cè)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(cǎi)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(chǔ)存空間，並將經(jīng)驗(yàn)證的感測(cè)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(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供感測(cè)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(wàn)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(cè)器中嵌入可程式化核心，以符合所有市場(chǎng)需求，這稱為 「ISPU」，即智慧感測(cè)器處理單元（Intelligent Sensor Processing Unit）。
ISPU以專屬數(shù)位訊號(hào)處理為基礎(chǔ)，其以C語(yǔ)言進(jìn)行程式設(shè)計(jì)，並在超低功率硬體電路中採(cǎi)用CMOS技術(shù)，以進(jìn)行即時(shí)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(cè)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(dòng)作識(shí)別與異常偵測(cè)準(zhǔn)確度。
工業(yè) AI 的新趨勢(shì)是能夠在感測(cè)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(chǎng)中常用的複雜應(yīng)用。最佳化的超低功率硬體電路可即時(shí)執(zhí)行演算法，這是無(wú)線感測(cè)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(cè)、資產(chǎn)追蹤、工廠自動(dòng)化等）皆適用。採(cǎi)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(shí)控管的情況中，需要快速反應(yīng)，同時(shí)也因採(cǎi)用電池供電而使功率預(yù)算十分緊繃；ISM330IS可針對(duì)工業(yè)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控提供複雜的異常偵測(cè)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(cè)器。NanoEdge AI Studio程式庫(kù)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(cè)解決方案，可學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)行為，無(wú)須重新訓(xùn)練。
下圖標(biāo)示出在 ISPU 中執(zhí)行演算法時(shí)，部分可供使用的程式庫(kù)，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(cǎi)用 ISPU 的感測(cè)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。
