STM32可謂是IoT時代最具群眾基礎、市場影響力的MCU之一?；蚩蓪⑵浔扔鞒梢话讶鹗寇姷?、或者是一柄AK47——易用、好用，無所不能、無往不利。在物聯(lián)網飛速發(fā)展的近10年間，STM32出現(xiàn)在智能手環(huán)、共享單車、語音助手等一個個爆火的終端產品中，也接連實現(xiàn)了10億、20億顆..超100億顆的累積出貨量突破。

而隨著AI的興起和在應用層的下沉，一個新的邊緣AI時代即將開啟。從ChatGPT到AI PC、AI Phone、AI眼鏡，新的端側AI的殺手級設備形態(tài)也正在醞釀和成型；同時在電源管理、電弧檢測、人臉目標識別、異常檢測等領域也會實現(xiàn)更廣泛的AI賦能。當AI真的下沉到這些端側設備上，考慮到功耗、體積、成本等綜合因素，AI MCU將會成為其中的關鍵計算芯片，這也將推動通用MCU領域的一個新的市場爆發(fā)點到來。

ABI Research 預測，到 2030 年，邊緣端 TinyML MCU 市場復合年增長率達到 113%。TinyML 的增長與 IoT 設備的爆炸式增長直接相關，全球物聯(lián)網設備將從 2020 年的 66 億臺增長到 2026 年的 237.2 億臺。每個新設備和連接都代表著 AI 和 ML 的機會，因此，TinyML 市場的出貨量將從 2020 年的 1520 萬件增長到 2030 年的 25 億件。

而ST也已經做好了準備，于近期推出了其STM32家族有史以來性能最強的MCU產品系列——STM32N6。作為首款搭載NPU的MCU產品，STM32N6旨在讓邊緣AI無處不在，真正推動其廣泛應用。意法半導體中國區(qū)微控制器、數字 IC 與射頻產品部 (MDRF) 微控制器產品 市場經理丁曉磊 (Lisa DING)進行了精彩地分享。

邊緣端 AI：下沉之勢，蔚然成風

當前，人工智能（AI）正在呈現(xiàn)出爆炸性的增長趨勢，無論是生成式 AI、大語言模型，還是云端 AI，都展示了其強大的潛力。然而，在萬物互聯(lián)的時代，另一個重要趨勢正在迅速興起——AI 從云端向邊緣端的下沉。如何使邊緣設備具備智能、安全和互聯(lián)能力，成為當前技術領域的重要命題。

相比云端 AI，邊緣端 AI 展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。首先，在實時性方面，邊緣端 AI以超低延遲滿足了工業(yè)、消費類、醫(yī)療設備、家電等領域的實時計算需求；其次，在隱私保護方面，邊緣端 AI 能有效減少數據傳輸，增強數據的安全性與隱私性，特別是在設備與設備之間、設備與云之間的交互中，通過識別驗證和數據保護實現(xiàn)更高的安全能力。此外，邊緣端 AI 的高能效、低功耗和低數據傳輸率也進一步鞏固了其應用價值。

云端 AI 的存在則為大規(guī)模的語言模型和復雜的計算任務提供了強大的算力支持。通過云端與邊緣端的分布式協(xié)作，可以充分發(fā)揮兩者的互補優(yōu)勢。在這種架構下，云端負責高性能計算和模型訓練，而邊緣端專注于推理任務，從而實現(xiàn)智能能力的高效分布。

從以云端為中心的模式轉向以邊緣端為中心，既是技術發(fā)展的必然，也是市場需求的驅動。這一轉變需要更完善的硬件和軟件支持，以確保邊緣端 AI 能在高效、低功耗和安全性上持續(xù)突破。隨著 AI 算力的增強和成本的降低，邊緣端推理不僅提升了實時性與隱私保護，也為各行業(yè)提供了更具可持續(xù)性的發(fā)展路徑。

在探討 STM32N6 等新的AI MCU產品形態(tài)之前，我們必須要先理解這一整體趨勢。未來，邊緣端將成為AI發(fā)展的重要中心，推動智能計算從云端下沉到每一個互聯(lián)的設備上，構建一個更加智能、互聯(lián)且安全的數字世界。

STM32N6：將NPU、ISP和MIPI CSI2引入STM32 MCU

STM32N6 是 STM32 系列中首次搭載AI 加速能力的高性能 MCU，標志著邊緣 AI 的發(fā)展進入了一個全新階段。STM32N6 是 STM32 系列中性能最強的 MCU，擁有800MHz ARM Cortex-M55 內核，其 Coremark 性能達到3360，是目前 STM32 系列的頂尖水平。此外，它還具有1280 DMIPS和Helium 指令集擴展，顯著提升了 DSP 運算能力，特別是在音頻處理等應用中表現(xiàn)優(yōu)異。

STM32N6 具有兩大系列：AI 系列和通用系列，并提供多達六種封裝選擇，其中部分型號集成了 ST 自研的Neural-Art Accelerator硬件單元。這款 NPU 的算力達600 GOPS，以3TOPS/W 的能效實現(xiàn)了低功耗和高性能的完美平衡。它支持獨立并行運算，與 Cortex-M55 協(xié)同工作，為 AI 推理和計算提供強大支持。

據悉，Neural-Art Accelerator是 ST 專利神經網絡加速單元，可實現(xiàn) MCU 功耗水平的邊緣 AI 能力。相比傳統(tǒng) MPU，STM32N6 的優(yōu)勢顯而易見：其低功耗、高能效使其更加適合需要快速啟動和喚醒的應用場景。此外，芯片內部集成4.2MB SRAM，不僅減少了對外部存儲的依賴，還降低了設計復雜性。

此外，STM32N6 不僅在 AI 推理上表現(xiàn)優(yōu)異，其多媒體和圖形處理能力也居于領先地位。它是 STM32 系列首款支持MIPI CSI2 攝像頭接口的 MCU，集成了 ISP 圖像處理單元，無需外部 ISP 即可實現(xiàn)高質量圖像處理。此外，它還搭載了2.5D GPU 加速器，支持H.264 編碼和JPEG 編解碼硬件功能，廣泛適用于計算機視覺和多媒體應用。

據丁總介紹，STM32N6 中集成了 ISP（圖像信號處理器）外設，其設計初衷是為計算機視覺應用提供輕量級的圖像處理能力。這一 ISP 外設支持MIPI CSI-2 攝像頭接口，能夠通過攝像頭管線對圖像進行技術處理，如動態(tài)平衡、自動曝光、去馬賽克、圖像縮放等操作，提升圖像質量。這種處理使圖像更適合機器學習模型進行分析，也可以滿足其他進一步的視覺處理需求。

ST 的設計在性能與功耗之間做出了巧妙的折中。相比智能手機等重型 ISP 方案，STM32N6 的 ISP 保持了芯片的低功耗特性，同時提供了滿足機器視覺需求的必要性能，特別適用于需要高效識別的邊緣 AI 應用場景。通過這種優(yōu)化，ISP 能夠為 NPU 提供質量更高的圖像數據，從而提升視覺類應用的 AI 處理效果，其應用領域涵蓋所有依賴視覺識別的邊緣 AI 解決方案。

邊緣 AI 的核心驅動力：強大的生態(tài)系統(tǒng)支持

作為STM32家族中的一員，STM32N6 延續(xù)了 STM32 系列的強大生態(tài)基因，兼容此前的TouchGFX 圖形軟件包和ST Edge AI Suite 開發(fā)工具套件，為開發(fā)者提供從創(chuàng)意到部署的全流程支持。開發(fā)者可以輕松利用 STM32N6 在嵌入式設備上實現(xiàn)邊緣 AI 應用，例如人員檢測、語音識別、音頻處理等，進一步降低開發(fā)成本與復雜性。

STM32 Edge AI Suite 開發(fā)工具套件為開發(fā)者提供了完善的生態(tài)系統(tǒng)支持，涵蓋了從硬件開發(fā)到模型優(yōu)化的完整流程。STM32N6 完全兼容 STM32 Cube，開發(fā)者可以通過代理商或 ST 銷售團隊申請硬件開發(fā)板（如 DK 板和 Nucleo 板），并從官網免費下載所有相關的軟件工具。在模型開發(fā)方面，ST 提供了Edge AI Model Zoo 模型庫，其中包含聲音檢測、目標識別、目標分割和目標追蹤等多種應用模型，這些模型已全面支持 STM32N6，并提供詳細的示例代碼。開發(fā)者還可以通過STM32 Edge AI Developer Cloud在線工具，連接 ST 的服務器后臺開發(fā)板，快速評估模型的推理時間、RAM 占用和所需存儲空間，為模型選擇和部署提供高效支持。此外，ST 還推出了Cube AI和Edge AI Core工具，后者提供 Command Line 工具以幫助開發(fā)者優(yōu)化和部署 AI 模型。通過這一系列工具，STM32 Edge AI Suite 讓開發(fā)者能夠輕松高效地在 STM32N6 平臺上實現(xiàn)邊緣 AI 的開發(fā)與落地，同時顯著減少開發(fā)周期和復雜性。

STM32N6 的強大功能使其在多個領域都表現(xiàn)出色。無論是工業(yè)自動化、電源管理，還是音頻可穿戴設備與計算機視覺，STM32N6 都能提供高效的解決方案。其多功能性和靈活性使開發(fā)者能夠快速切入邊緣 AI 市場，同時降低了開發(fā)門檻。在嵌入式人工智能領域，邊緣 AI 的能力正不斷提升，并在多個行業(yè)中展現(xiàn)出廣闊的應用前景。例如：

新能源與工業(yè)領域：在光伏與儲能設備中進行用戶檢測、電源管理，以及預測性維護，這些功能通過邊緣 AI 大幅提升設備的智能化水平。

工業(yè)自動化：邊緣 AI 可實時檢測機器運行狀態(tài)，實現(xiàn)異常檢測與預警。

消費類與智能設備：諸如人員檢測、聲音分析、語音識別等應用，過去需要大 SoC 支持的任務，如今借助 STM32N6 可以在 MCU 平臺上高效運行。

STM32N6 的推出，不僅在性能上滿足了上述復雜應用的需求，還因 MCU 的算力增強，顯著降低了 BoM 成本，減少了外圍器件，降低了設計復雜性，使得開發(fā)者能夠更加便捷地開發(fā) AI 應用。

結語

ST 在邊緣 AI 的深耕已超過十年，其產品和技術正在推動邊緣 AI 的普及與創(chuàng)新。未來，ST 將持續(xù)推出搭載 Neural-Art Accelerator 的新產品，并為行業(yè)帶來更多高效、低成本的邊緣 AI 解決方案。目前，已有超過50 家早期客戶使用 STM32N6 進行產品開發(fā)，預示著這一技術在實際應用中的巨大潛力。

一個值得關注的產品形態(tài)是AI眼鏡。隨著去年Ray-Ban Meta的發(fā)布和試水，其實AI眼鏡的整個供應鏈業(yè)已全面成熟，這很有可能是在智能手表、TWS之后的又一個爆火的消費電子賽道。當前Ray-Ban Meta中使用的是高通的AR1 Gen1 SoC平臺，但考慮到整個產品功能、功耗和體積，AI MCU也能在其中發(fā)揮出更好的價值。國內的一家名為莫界（ Meta-bounds）的客戶，通過STM32N6打造了一款業(yè)內最輕僅為35g重的AR眼鏡。

莫界科技的創(chuàng)始合伙人周鑫表示：“STM32N6 與輕量化眼鏡的特點高度匹配”。

STM32N6 通過 MCU 的功耗和成本，為其帶來的 MPU 級別的 AI 性能，提升了機器視覺處理 能力和優(yōu)化。Neural ART 硬件加速器的圖形和多媒體性能非常優(yōu)異，還具備專用圖像信號處理器 ISP，可以保證 AI 眼鏡產品具備超輕的重量，緊湊的外形，在不影響續(xù)航時間的情況下， 實現(xiàn)非常迅速的 AR 功能。

STM32N6 支持高級感知和交互性功能，而 這些功能需要低功耗、最小的計算量以及幾乎為零的延遲，比如，手勢控制點動追蹤功能，并以深層次人工智能 AI 集成帶來更多的創(chuàng)新應用，為 AI 行業(yè)的輕量化和時尚生活樹立了新標準，讓個性化的 AI 體驗成為可能。這標志著 AI 行業(yè)從最初的探索階段成功過渡到被主流消費者廣泛接受的階段。

或許，下一個爆發(fā)的AI硬件產品即將到來？而STM32N6已經做好了準備。