在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域正經(jīng)歷著深刻的變革。隨著人工智能(AI)技術(shù)的不斷演進(jìn)，工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代已然來臨，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在這場(chǎng)變革中，STM32 產(chǎn)品線憑借其卓越的性能和豐富的功能，成為了賦能工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代的關(guān)鍵力量。

工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代的需求與挑戰(zhàn)

工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)智能化的要求日益提高。一方面，企業(yè)期望通過 AI 技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化、設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)以及產(chǎn)品質(zhì)量的提升，從而降低成本、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品競(jìng)爭力。另一方面，工業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，對(duì) AI 技術(shù)的實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性以及對(duì)資源的低消耗提出了嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。例如，在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中，需要對(duì)大量的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制和決策;在工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行過程中，要能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)設(shè)備故障，避免生產(chǎn)中斷。而傳統(tǒng)的計(jì)算架構(gòu)和處理方式，難以滿足這些復(fù)雜且高要求的應(yīng)用場(chǎng)景。

STM32 產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

強(qiáng)大的硬件性能

STM32 產(chǎn)品線涵蓋了豐富的微控制器(MCU)和微處理器(MPU)產(chǎn)品，能夠滿足不同工業(yè)應(yīng)用的需求。以 STM32N6 為例，它是首款集成自研硬件 NPU 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件處理單元的通用微控制器，算力可達(dá) 0.6TOPS(每秒 0.6 萬億次運(yùn)算) 。其搭載的 800MHz Arm® Cortex®-M55 內(nèi)核，CoreMark 測(cè)試成績達(dá)到前所未有的 3,360 分，為運(yùn)行復(fù)雜的 AI 算法提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力。同時(shí)，STM32N6 還集成了新 IP 和視頻外設(shè)，如 MIPI CSI 攝像機(jī)、機(jī)器視覺圖像信號(hào)處理器(ISP)、H.264 視頻編碼器和支持時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)端點(diǎn)的千兆以太網(wǎng)控制器，使得它在機(jī)器視覺等工業(yè) AI 應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

再看 STM32MP2 系列，作為工業(yè)級(jí) 64 位解決方案，采用大小核異構(gòu)架構(gòu)，主頻為 1.5GHz 的雙核 Cortex-A35 和主頻為 400M 的 Cortex-M33 內(nèi)核。Cortex-A35 大核通常運(yùn)行基于 Linux 或 Android 的應(yīng)用，Cortex-M33 核運(yùn)行基于裸機(jī)或 RTOS 的硬實(shí)時(shí)應(yīng)用，異構(gòu)雙核可基于片上共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)高效的雙核通信，并靈活分配片上資源 。STM32MP25 內(nèi)置有 1.35 TOPS 算力(每秒 1.35 萬億次運(yùn)算)的 NPU 加速器，還支持帶 ISP 的 MIPI CSI 接口以及豐富的多媒體功能，為工業(yè) AI 應(yīng)用提供了強(qiáng)大的硬件平臺(tái)。

豐富的軟件工具支持

在軟件工具方面，ST 為開發(fā)者提供了全方位的支持。NanoEdge AI Studio 是面向 STM32 MCU 的自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)工具，它允許開發(fā)者在所有 STM32 MCU 上免費(fèi)無限量部署，通過本體電流、電壓等數(shù)據(jù)，就能為驅(qū)動(dòng)層的變頻器、伺服等設(shè)備實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)，且無需增加額外的傳感器，有效節(jié)約了成本 。STM32Cube.AI 則是適用于 STM32 MCU 的 AI 模型優(yōu)化器，能夠幫助開發(fā)者將訓(xùn)練好的 AI 模型進(jìn)行優(yōu)化，使其更適合在資源受限的 STM32 微控制器上運(yùn)行。此外，STM32Cube.AI 開發(fā)者云平臺(tái)可創(chuàng)建、優(yōu)化和生成適用于 STM32 微控制器的人工智能，以及進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試;X-LINUX-AI 是 STM32 MPU 上面向 OpenSTLinux 的完整 AI 框架，可簡化基于 OpenSTLinux 的項(xiàng)目中經(jīng)訓(xùn)練的 AI 模型的集成 。這些軟件工具相互配合，大大降低了開發(fā)者將 AI 技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的門檻，使得工業(yè)企業(yè)能夠更輕松地實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型。

STM32 產(chǎn)品線在工業(yè) AI 中的典型應(yīng)用場(chǎng)景

預(yù)測(cè)性維護(hù)

預(yù)測(cè)性維護(hù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用，在工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代具有至關(guān)重要的意義。過去，預(yù)測(cè)性維護(hù)主要應(yīng)用于高端裝備領(lǐng)域，隨著工業(yè)人工智能技術(shù)和邊緣計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大?；?STM32 硬件平臺(tái)，通過 NanoEdge Studio 模型創(chuàng)建工具，能夠?yàn)楣I(yè)預(yù)測(cè)性維護(hù)提供完整的解決方案。在振動(dòng)檢測(cè)場(chǎng)景中，用戶只需在設(shè)備外置振動(dòng)檢測(cè)小盒子，借助 NanoEdge AI 庫在終端設(shè)備上的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行漸進(jìn)式學(xué)習(xí)，通過傳感器(振動(dòng)傳感器、超聲、溫濕度、氣壓和加速度計(jì))以高精準(zhǔn)度實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備的任何偏移或者異常，然后通過不同的通信協(xié)議發(fā)出警報(bào)，以便在發(fā)生重大故障之前作出調(diào)整 。這些功能的實(shí)現(xiàn)得益于在超低功耗 STM32 微控制器上運(yùn)行的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，能夠有效降低設(shè)備故障帶來的損失，提高工業(yè)生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。

機(jī)器視覺

隨著工業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的深入，市場(chǎng)對(duì)工業(yè)機(jī)器視覺的需求不斷增長。機(jī)器視覺具有高度自動(dòng)化、高效率、高精度和適應(yīng)較差環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)計(jì)算高效性和實(shí)時(shí)性有嚴(yán)格要求，邊緣計(jì)算成為關(guān)鍵。STM32 針對(duì)機(jī)器視覺應(yīng)用提供了強(qiáng)大的硬件平臺(tái)。例如，STM32N6 集成的硬件 NPU 和豐富視頻接口，使其能夠?qū)崿F(xiàn)各種條形碼、二維碼識(shí)別、瑕疵識(shí)別 / 檢測(cè)、PCB 檢測(cè)、半導(dǎo)體產(chǎn)線破損檢測(cè)系統(tǒng)等豐富的視覺識(shí)別應(yīng)用 。STM32MP2 系列同樣具備先進(jìn)的邊緣 AI 能力以及豐富的多媒體功能，其內(nèi)置的 NPU 加速器和支持帶 ISP 的 MIPI CSI 接口，可靈活選擇在 CPU、GPU、NPU 上運(yùn)行 AI 應(yīng)用，滿足了不同工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用場(chǎng)景的需求，為工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制和自動(dòng)化流程提供了有力支持。

STM32 產(chǎn)品線對(duì)工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代的推動(dòng)作用

STM32 產(chǎn)品線憑借其硬件與軟件的優(yōu)勢(shì)，在工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代發(fā)揮著不可替代的推動(dòng)作用。在技術(shù)層面，它為工業(yè) AI 應(yīng)用提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力和高效的開發(fā)工具，使得原本難以在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜 AI 算法得以運(yùn)行，促進(jìn)了 AI 技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)的深度融合。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來看，STM32 產(chǎn)品線助力工業(yè)企業(yè)降低了智能化轉(zhuǎn)型的成本和難度，加速了工業(yè)智能化的進(jìn)程。眾多工業(yè)企業(yè)基于 STM32 產(chǎn)品開發(fā)出具有競(jìng)爭力的智能化產(chǎn)品和解決方案，推動(dòng)了整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。例如，無錫信捷電氣依托 STM32 的技術(shù)支撐，在國內(nèi)小型 PLC 市場(chǎng)躋身前列，為工業(yè)自動(dòng)化客戶提供優(yōu)質(zhì)、可靠且高效的產(chǎn)品與解決方案 。可以說，STM32 產(chǎn)品線正在成為工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代的核心驅(qū)動(dòng)力之一，為工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展注入了源源不斷的活力。在未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，STM32 產(chǎn)品線有望在工業(yè) + AI 2.0 時(shí)代創(chuàng)造更多的可能，推動(dòng)工業(yè)智能化水平邁向新的高度。