AIoT所需的嵌入式芯片是什么样

　　Ross Sabolcik （Silicon Labs 副总裁兼工业和商业物联网产品总经理）

　　1 AIoT的应用机会

　　AIoT（人工智能+物联网）是一个新兴市场，它推动着物联网数据处理从集中式数据中心向网络边缘发展。AIoT是针对需要更低延迟和更即时的实时处理的应用而推出的，在这方面它能比云计算做得更好。AIoT也正在带动边缘计算兴旺发展，边缘计算需要全新品类的物联网路由器、服务器、存储平台和专用的机器对机器（M2M）工作负载加速器，它们可以将非结构化数据转换为结构化元数据，以供实时智能响应系统进行分析、搜索和处理。

　　Silicon Labs正在通过频率灵活的时钟发生器、可编程振荡器和低歪斜/低抖动时钟缓冲器等先进的时钟解决方案，来满足边缘计算和AIoT应用的需求。SiliconLabs还提供了基于Arm Cortex-M33内核的第2代无线系统级芯片（SoC）和模块，它们具有足够的处理能力和片上存储，可支持边缘节点设备中的许多机器学习应用。

　　Silicon Labs最近与AI创新公司Cartesiam合作创建了一个预测性维护演示，该演示使用了在Silicon Labs无线SoC上运行的Cartesiam物联网优化算法。这项演示展示了边缘AI可以为电机控制等工业物联网应用带来的强大功能。在演示中，机器学习算法针对风扇运行模式进行训练，当它检测到异常时，会通过蓝牙将警报发送到显示器上。预测性维护通过在系统发生故障之前检测出异常运行状况来避免系统停机。这些算法专门针对ArmCortex-M系列内核设计，是计算能力有限的功耗敏感型边缘应用的理想选择。

　　AIoT的其他应用还包括电力负荷分解，用户能够从电表测量的总用电量中检测出设备级别的电量使用情况。通过使用AIoT技术测量一段时间内的实时用电情况，可以了解每个负载的“指纹”（指每个负载的用电特点）。了解各个负载用电量的用户更有可能减少其电量使用。

　　声音和语音处理是AIoT的另一大目标应用领域，例如语音助手唤醒词处理、玻璃破碎监测以及其他用于各种安全系统的声音分类等应用。

　　2 如何看待8位MCU以及32位MCU/SoC的机会前景

　　8位MCU和32位MCU在物联网领域中都有一席之地。无论是用于简单的成本敏感型物联网设备，还是在更复杂的系统中作为外围处理器，更小且更具成本效益的8位MCU都是理想选择。例如，Silicon Labs的EFM88位MCU提供了一种高功能和低成本的独特组合，这使得它们对于那些对成本非常敏感的物联网设备极具吸引力。8位MCU的目标应用还包括通常运行专有无线协议的简单无线设备。

　　具有一定复杂度的物联网连接设备或运行低功耗蓝牙、Zigbee、Thread和专有协议的设备，通常需要性能更高的32位MCU或无线MCU。32位MCU对于要求更高性能的应用是必要的，而且在信号处理方面，它们相比8位MCU具有关键的优势。

　　我们认为16位MCU在嵌入式市场中正逐渐失去阵地，因为它们既不像8位MCU那样具有成本效益，也不能像32位MCU那样处理诸如AIoT等复杂应用。

　　3 RISC-V MCU的机会和前景

　　RISC-V对于半导体技术而言是一种重要的、颠覆性的技术，Silicon Labs正在评估它在未来无线SoC设计中的潜在应用。Silicon Labs是RISC-V基金会（RISC-VFoundation）的成员，也是OpenHW集团（OpenHWGroup）的主要发起者和创始成员，OpenHW集团正在推动基于RISC-V的CORE-V系列开源内核以及相关IP、工具和软件的开发。Silicon Labs计划在未来的集成电路（IC）产品中实施CORE-V技术。

　　RISC-V适用于多核设备，包括异构设计，即设备包含多个基于不同指令集架构（ISA）的内核。例如，物联网SoC可以集成一个Arm Cortex-M33内核作为主处理器以运行客户的应用，同时具有一个或多个基于RISC-V的内核来处理诸如安全加速或无线电调度等固定功能。

　　许多硬件开发人员被RISC-V吸引，因为它是一种开源指令集架构，没有授权费用。然而，就另一层意义而言，它并不是完全“免费”的，芯片制造商仍要对软件和工具链进行投资，以将基于RISC-V的器件推向市场，并确保在商业上获得成功。

　　RISC-V会打破Arm的市场主导地位吗？可能不会很快。Arm是一家久负盛名的IP供应商，为大部分器件提供支持，这些器件每年被用于大量的移动、嵌入式、汽车和物联网应用。与RISC-V不同，Arm由一个成熟的、广泛的、不断成长的软件和工具生态系统提供支持。

　　总之，RISC-V的出现是一种健康且必要的发展。竞争对整个行业是有益的，并将推动技术创新及实现新的业务模式。Arm当然也明白这一点，因此在响应客户需求和开源架构带来的竞争性挑战时，Arm不会停滞不前。