從幾大典型場景，看安森美賦能邊緣智能應(yīng)用的高性能“產(chǎn)品力”
在數(shù)字化時代，海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生已經(jīng)成為常態(tài)，從智能手機到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，數(shù)據(jù)源已經(jīng)無處不在。傳統(tǒng)的云計算模式雖然強大，但也存在著延遲、帶寬和數(shù)據(jù)隱私等問題。邊緣智能利用分布式計算，將AI算法和數(shù)據(jù)處理推向數(shù)據(jù)源附近的邊緣設(shè)備，以實現(xiàn)低延遲、高效率和實時決策，這便是其興起之由來。
邊緣智能現(xiàn)階段在多個領(lǐng)域都具有潛在的應(yīng)用價值，例如工業(yè)自動化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造提高工廠設(shè)備的效率和可維護性、在智能交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高級駕駛輔助與道路環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療保健領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)遠程健康監(jiān)護等。作為全球半導體行業(yè)的佼佼者，安森美(onsemi)也憑借其在圖像傳感器、低功耗藍牙MCU以及助聽器SoC產(chǎn)品設(shè)計的深厚技術(shù)積累，助力終端系統(tǒng)實現(xiàn)更智能的決策，為邊緣智能的廣泛應(yīng)用鋪設(shè)基石。
引領(lǐng)視覺系統(tǒng)革命，圖像傳感器開啟智能視覺時代
邊緣智能終端系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崟r地處理和分析數(shù)據(jù)，以便對環(huán)境和用戶需求做出迅速響應(yīng)，以圖像傳感器為例，隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代圖像傳感器被要求賦予更多智能化特性，不僅僅是視覺信息的捕捉者，更是智能分析與決策的前端執(zhí)行者，便是邊緣智能趨勢的直觀體現(xiàn)。
盡管邊緣智能具有巨大的潛力，但也面臨著一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，在智能可穿戴、智能家居乃至不斷衍生出的新興AI等細分應(yīng)用領(lǐng)域，視覺系統(tǒng)便需要以盡可能低的成本、尺寸、功耗提供更高的分辨、理解和判斷能力。安森美的圖像傳感器技術(shù)在全球汽車和工業(yè)市場占據(jù)領(lǐng)先地位，其核心競爭力在于智能感知能力的深度優(yōu)化，Hyperlux LP系列傳感器功耗超低，支持內(nèi)置的運動偵測功能，可以只需要在偵測到運動物體時快速喚醒系統(tǒng)工作，進一步優(yōu)化了系統(tǒng)的功耗，內(nèi)部采用了堆棧式架構(gòu)設(shè)計，能最大限度地減少產(chǎn)品體積，最小型號小如一粒米。
以AR0822傳感器為典型，其內(nèi)置了高動態(tài)范圍融合算法和運動物體捕捉算法，能夠在保證圖像質(zhì)量的同時，大大降低系統(tǒng)資源的消耗，支持多種多次曝光合成線性化擬合功能——DLO (Digital Lateral Overflow) 以及SCMAX (Smooth Combination Max) 智能擬合，這種模式降低了多次曝光合成時的亮度臨界區(qū)域的噪聲，實現(xiàn)了120dB的圖像數(shù)據(jù)輸出，有效減少了后端處理器的接收數(shù)據(jù)和處理時間，提升了圖像細節(jié)的呈現(xiàn)效果。此外，AR0822還具備增強的近紅外靈敏度和像素合并(binning)/開窗輸出(windowing)等精密的攝像功能。
更進一步，結(jié)合深度學習和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的圖像傳感器設(shè)計正引領(lǐng)著智能感知的新浪潮，這些傳感器通過集成或緊密配合專用的AI處理單元，能在邊緣側(cè)直接執(zhí)行復雜的目標識別、分類甚至預(yù)測任務(wù)。為了在更復雜多樣的環(huán)境中更精準、快速的輸出場景信息，安森美的圖像傳感器未來將會集成更高分辨率，更快速率，嵌入更多的智能算法甚至深度算法、以及非可見光波段的檢測等，為邊緣智能帶來更精美、更細致的圖像。
低功耗藍牙構(gòu)建邊緣智能設(shè)備連接生態(tài)
由于邊緣智能硬件的實時性要求極高，藍牙低功耗（BLE）技術(shù)已經(jīng)成為當前最熱門的電子產(chǎn)品連接技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于消費電子、工業(yè)、汽車、醫(yī)療保健、計算機、智能建筑等領(lǐng)域，市場發(fā)展空間極為驚人。安森美推出的藍牙低功耗5.2無線微控制器RSL10和最新RSL15低功耗藍牙芯片，通過采用先進的半導體工藝和雙核架構(gòu)，確保了實時性要求較高的應(yīng)用能夠在終端層面完成相關(guān)計算，避免了數(shù)據(jù)傳輸至云端處理產(chǎn)生的時延。這一設(shè)計思路不僅優(yōu)化了系統(tǒng)的整體能效，還確保了數(shù)據(jù)處理的即時性和系統(tǒng)的自主性。
低功耗藍牙MCU方案充分利用了藍牙標準的特性，如更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更遠的傳輸距離和廣播數(shù)據(jù)擴展功能，使得它們成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，尤其是那些依賴電池供電智能設(shè)備的理想選擇，極大地豐富邊緣設(shè)備的通信能力和應(yīng)用場景，包括設(shè)備資產(chǎn)監(jiān)控，精準的定位服務(wù)在遠程醫(yī)療場景等，在保持長時間運行的同時，快速響應(yīng)用戶指令或環(huán)境變化，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、簡單分析乃至決策任務(wù)，而無需頻繁與云端交互，從而大幅降低了功耗，延長了設(shè)備的工作周期。
另一個典型的應(yīng)用案例便是安森美近期發(fā)布的先進的微型AFE CEM102，可高精度測量電化學信息和安培電流，其設(shè)計為與RSL15藍牙5.2認證無線微控制器配合使用，與單獨的方案相比，該組合方案精度更高、噪聲更小且功耗更低，能簡化物料單并提高配置靈活性，最終釋放更多開發(fā)資源。更重要的是，該方案的靈活性使其不僅適用于基于電化學測量的傳感器，還能用于需準確測量小電流的多種傳感器，讓設(shè)計人員能夠為傳感應(yīng)用開發(fā)出精度更高、功耗更低、外形更緊湊的邊緣智能設(shè)備，例如可穿戴醫(yī)療監(jiān)護方案進一步改善用戶體驗，真正將智能決策推向了設(shè)備邊緣。
健康關(guān)懷升級，助聽器SoC設(shè)計的智能芯意
邊緣智能的浪潮同樣也席卷了醫(yī)療市場，尤其是隨著人口老齡化，用戶對智能化診療體驗需求的不斷提升，個性化醫(yī)護設(shè)備如助聽器的設(shè)計不再是簡單的音頻放大組件，而需要變得更為專業(yè)及智能，從而進化為集成了高級數(shù)字信號處理、人工智能算法與低功耗管理的微型計算平臺。通過采用先進的AI算法，助聽器最好能夠?qū)崟r分析周圍環(huán)境聲音，智能識別并增強語音信號，同時有效抑制背景噪音，使得佩戴者即便在嘈雜環(huán)境下也能享受到清晰、自然的對話體驗。這種智能化的處理能力直接在助聽器內(nèi)部完成，無需依賴外部云服務(wù)，既保證了數(shù)據(jù)處理的即時性，又保護了用戶的隱私安全，充分彰顯了邊緣智能在提升用戶體驗與保護個人隱私方面的雙重價值。
安森美擁有30多年的助聽器芯片設(shè)計經(jīng)驗，是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的助聽器芯片供應(yīng)商，打造了一系列先進的專業(yè)數(shù)字助聽器/OTC輔聽方案，包括Ezairo 7160、Ezairo 8300/8310、J10/J20低功耗藍牙無線OTC等平臺。針對個性化與智能化的行業(yè)需求，安森美的助聽器解決方案與時俱進，從早期的130nm到現(xiàn)在的22nm工藝，從雙核到6核，確保方案在性能、功耗和延時方面都得到了較大的提升，比如在語音延遲方面，安森美的主流方案可以做到3ms以下。此外由于藍牙低功耗技術(shù)的發(fā)展，帶藍牙功能的無線助聽器方案日漸流行，比如J10/Ezairo7160就是典型的無線助聽器解決方案。
J10 OTC助聽器平臺功能圖
Ezairo 8300/8310則更適應(yīng)未來助聽器功能需求，Ezairo8300/8310的ADC位數(shù)更高，在常規(guī)處理基礎(chǔ)上，擴展到了6核解決方案，處理能力提升了一倍以上。其中內(nèi)置了一顆NNA神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，可解決AI離線計算的需求，在低功耗狀態(tài)下能夠進行語音喚醒、調(diào)整音量、基本參數(shù)調(diào)整等本地處理，甚至可以根據(jù)用戶聽力曲線和使用情況，結(jié)合用戶使用助聽器的習慣，通過深度學習的算法來實現(xiàn)自動適配功能。另外，傳統(tǒng)的環(huán)境場景分類功能靠特定算法來實現(xiàn)，如果有了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，環(huán)境分類算法就會更靈活，可以實現(xiàn)更加精準的環(huán)境場景識別和切換。AI功能的引入，可以提升對不同應(yīng)用場景的自動切換，并增加了自動偵測語音陣列，可以更好地讓使用者接收到有價值的語音而不受環(huán)境噪音的干擾。
未來，隨著端側(cè)設(shè)備變得更加強大和智能，邊緣智能也將在智能家居、自動駕駛和醫(yī)療保健等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用擴大應(yīng)用市場。安森美憑借深厚的技術(shù)積累和市場洞察，從硬件到軟件，從產(chǎn)品到解決方案全面布局，無論是提升智能感知的精度與效率，還是優(yōu)化數(shù)據(jù)處理的即時性與能耗，都在不斷突破創(chuàng)新為用戶提供更高效、更可靠的智能解決方案，與客戶共同推動邊緣智能技術(shù)的邊界，開啟一個更加智能互聯(lián)的世界。