Le blog de l'entreprise ST STM32V873RJ 800MHz ARM Cortex-M85 MCU avec des capacités d'IA de pointe

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. fournit et recycle le STSTM32V873RJMicrocontrôleur ARM Cortex-M85 de 800 MHz, qui dispose de capacités d'IA de pointe.

Grâce à sa configuration matérielle exceptionnelle et à ses puissantes capacités de traitement de l'IA, leSTM32V873RJLe microcontrôleur est devenu un produit de référence dans le secteur des systèmes intégrés haute performance.Équipé d'un noyau ARM Cortex-M85 de 800 MHz et combinant des processus de fabrication avancés avec des technologies d'accélération propriétaires, ce produit permet de surmonter les goulots d'étranglement de performance rencontrés traditionnellement par les microcontrôleurs dans l'inférence par IA et les scénarios informatiques complexes,fournir une solution rentable pour les applications d'intelligence de bord.

I. Configuration du matériel de base: fusion parfaite de cœurs hautes performances et de technologies de processus avancées

La compétitivité de base de laSTM32V873RJLe microcontrôleur est basé sur une architecture matérielle de premier ordre, chaque configuration étant conçue pour des performances élevées, une fiabilité élevée et une faible consommation d'énergie,la mise en place de bases solides pour l'informatique d'intelligence artificielle de pointe.

1Performance de base de niveau phare: alimentée par ARM Cortex-M85, un bond en avant dans les capacités de calcul

En tant que produit phare de la série STMicroelectronics STM32V8, leSTM32V873RJIl est équipé du noyau Cortex-M85 ARM de dernière génération de 32 bits, fonctionnant à une fréquence allant jusqu'à 800 MHz, ce qui en fait l'un des noyaux les plus puissants actuellement disponibles dans la série Cortex-M.Ce noyau utilise une architecture en trois étapes et intègre la technologie de traitement vectoriel ARM Helium (également connue sous le nom d'extension vectorielle M-Profile), MVE), améliorant considérablement l'efficacité de calcul pour le traitement du signal numérique (DSP) et l'apprentissage automatique (ML).Sa déduction par l'IA et ses vitesses de traitement par DSP sont jusqu'à six fois plus rapides., avec un score CoreMark supérieur à 5,072, ce qui lui permet de gérer sans effort des calculs algorithmiques complexes et des tâches de traitement de données en temps réel à l'extrémité.

En outre, le noyau Cortex-M85 prend en charge les unités à virgule flottante (FPU) à demi-précision, à simple précision et à double précision,lui permettant de s'adapter de manière flexible à l'inférence des modèles d'IA avec des exigences de précision variablesQu'il s'agisse de modèles de réseaux neuronaux légers ou d'algorithmes de vision par ordinateur complexes, il offre un calcul efficace tout en équilibrant la précision de calcul et la vitesse de traitement.En outre,, le noyau intègre la technologie de sécurité ARM TrustZone, couplée à l'extension PACBTI (Pointer Authentication and Branch Target Identification),en lui permettant de se défendre efficacement contre les attaques de flux de contrôle et en assurant une protection au niveau du matériel pour le fonctionnement sécurisé des dispositifs intelligents basés sur le bord.

2Processus de fabrication avancés et configuration de mémoire: équilibre entre performance et efficacité énergétique

LeSTM32V873RJest fabriqué à l'aide d'un procédé avancé de 18 nanomètres FD-SOI (Fully Depleted Silicon-on Insulator),qui permet de réaliser des avancées doubles en matière de contrôle de la consommation d'énergie et de performance par rapport aux procédés traditionnelsLe procédé FD-SOI réduit efficacement le courant de fuite de la puce, réduisant considérablement la consommation d'énergie statique tout en maintenant un fonctionnement à haute fréquence à 800 MHz.Cela le rend bien adapté pour les appareils d'intelligence de bord alimentés par batterieEn même temps, le procédé de 18 nm réduit l'empreinte de la puce et améliore l'intégration.permettant au STM32V873RJ d'intégrer une multitude de fonctionnalités dans un emballage compact.

En termes de configuration de la mémoire, le STM32V873RJ intègre la technologie propriétaire de la mémoire de changement de phase (PCM) de STMicroelectronics, qui offre une grande capacité,haute fiabilité et vitesses de lecture/écriture rapidesLa technologie PCM permet de stocker des programmes et de lire/écrire des données sans avoir besoin d'une mémoire flash externe; ses vitesses de lecture/écriture dépassent largement celles de la mémoire flash traditionnelle.tout en offrant une résistance supérieure aux radiations et aux températures extrêmes, ce qui le rend adapté à des applications exigeantes telles que les secteurs industriel et aérospatial.la puce est équipée d'une SRAM intégrée de grande capacité pour répondre aux exigences de mise en cache à grande vitesse pour de grands volumes de données temporaires lors des calculs d'IA de bord. Cela empêche les bégaiements informatiques causés par une bande passante de stockage insuffisante, améliorant ainsi davantage les performances en temps réel de l'inférence par IA.

3. Interfaces périphériques étendues: adaptées à divers scénarios de bordure

Pour répondre aux diverses exigences en matière de connectivité et d'acquisition de données des dispositifs d'intelligence de bord, leSTM32V873RJIl est équipé d'une large gamme d'interfaces périphériques permettant une intégration transparente avec divers capteurs, caméras et modules de communication.il intègre une interface MIPI CSI-2 et un processeur de signal d'image (ISP), prenant en charge une interface de caméra parallèle de 16 bits permettant une connexion directe aux capteurs d'image, ce qui permet l'acquisition en temps réel et le prétraitement des données d'image,fournir un support matériel pour les applications d'IA de pointe basées sur la vision par ordinateur (telles que la reconnaissance d'objets et l'inspection visuelle)En même temps, la puce dispose d'un codeur H.264 intégré, qui comprime les données d'image et de vidéo capturées, réduisant ainsi les besoins en bande passante de transmission de données et l'utilisation du stockage.

En outre, la puce est équipée d'une variété d'interfaces de communication, y compris l'USB 3 haute vitesse.0, Ethernet, CAN FD, SPI et I2C, prenant en charge plusieurs protocoles de communication industrielle.Cela permet une intégration rapide avec des systèmes tels que l'Internet industriel des objets (IIoT) et les passerelles intelligentes, facilitant le téléchargement en temps réel des données et la réception des commandes à l'extrémité.Ces interfaces périphériques étendues permettent au STM32V873RJ de s'adapter de manière flexible à un large éventail de scénarios, y compris l'automatisation industrielle., la surveillance intelligente et le contrôle robotique, réduisant ainsi la complexité de la conception des systèmes.

II. Capacités d'intelligence artificielle de base: une solution informatique adaptée à l'intelligence de bord

La caractéristique la plus remarquable duSTM32V873RJgrâce à l'optimisation synergique de l'accélération du matériel et de l'écosystème logiciel,Il permet à l'IA d'effectuer une inférence efficace et à faible consommation d'énergie à la périphérie., en éliminant la dépendance à la puissance de calcul en nuage et en réalisant une intelligence de pointe caractérisée par la perception, la prise de décision et l'exécution locales.

1Accélération de l' IA au niveau du matériel: Accélérateur neural-ART permet une inférence efficace

LeSTM32V873RJintègre l'accélérateur de réseau de neurones Neural-ART propriétaire de STMicroelectronics, fournissant jusqu'à 600 GOPS de puissance de calcul pour fournir une accélération au niveau matériel pour l'inférence d'IA de pointe.Cet accélérateur a été profondément optimisé pour les modèles de réseaux neuronaux traditionnels (tels que les CNN).Par exemple, dans les applications de vision par ordinateur, le STM32V873RJ, qui est utilisé pour la visualisation de l'ordinateur, permet de réaliser des opérations d'inférence avancées rapides et de réduire considérablement la latence d'inférence.équipé de l'accélérateur Neural-ART, peut effectuer la reconnaissance et la classification d'images en temps réel à une fréquence de 800 MHz, atteignant des vitesses d'inférence des dizaines de fois plus rapides que le traitement purement logiciel.

En outre, l'accélérateur Neural-ART prend en charge la technologie de quantification des modèles, permettant la quantification de modèles à virgule flottante de 32 bits à des modèles entiers de 8 bits.Tout en veillant à ce que la précision de l'inférence reste pratiquement inchangée, ce qui réduit considérablement les ressources de mémoire et le temps de calcul requis par le modèle, ce qui le rend adapté aux ressources matérielles limitées disponibles à l'extrémité.l'accélérateur prend en charge le traitement parallèle multi-tâches, permettant l'exécution simultanée de plusieurs modèles d'IA pour répondre aux exigences du traitement intelligent multitâche dans des scénarios complexes,comme la détection simultanée de défauts et la surveillance de l'état des équipements industriels.

2Technologie du vecteur d'hélium: amélioration des capacités de calcul de l'IA légère

La technologie de traitement vectoriel à l'hélium intégrée au noyau Cortex-M85 améliore encoreSTM32V873RJLa technologie Helium prend en charge les opérations vectorielles de 128 bits, permettant le traitement parallèle de plusieurs ensembles de données simultanément;Il est particulièrement adapté aux opérations d'inférence pour les modèles d'IA légers., comme l'extraction de fonctionnalités à partir de données de capteurs, la reconnaissance vocale et la reconnaissance gestuelle.Les opérations vectorielles peuvent augmenter l'efficacité de calcul plusieurs fois, permettant laSTM32V873RJpour effectuer efficacement des tâches d'IA légères tout en équilibrant la consommation d'énergie et les performances, même sans accélérateur dédié.

Par exemple, dans les nœuds de capteurs intelligents,le STM32V873RJ peut utiliser la technologie Helium pour effectuer l'extraction et l'analyse de caractéristiques en temps réel sur les données collectées à partir d'accéléromètres et de capteurs de température et d'humidité, permettant d'identifier rapidement les données anormales et de déclencher des alarmes.améliorer la vitesse de réponse de l'appareil.

3Écosystème complet de logiciels: réduire l'obstacle au développement de l'IA

Pour permettre aux développeurs de se lancer rapidement et d'exploiter pleinement lesSTM32V873RJAvec ses capacités d'IA de pointe, STMicroelectronics a construit un écosystème logiciel complet, fournissant une multitude d'outils de développement et de ressources d'algorithmes.La chaîne d'outils de l'IA sert d'outil de développement de base, qui prend en charge la conversion et le déploiement rapides de modèles d'IA formés à l'aide de frameworks traditionnels (tels que TensorFlow Lite et PyTorch) sur le STM32V873RJ.la quantification et l'adaptation, éliminant le besoin pour les développeurs de posséder une connaissance approfondie du matériel de bas niveau et abaissant considérablement l'obstacle à l'entrée pour le développement d'applications d'IA de pointe.

En outre, STMicroelectronics fournit une multitude d'exemples de référence d'IA et de bibliothèques d'algorithmes couvrant de multiples domaines, y compris la vision par ordinateur,reconnaissance vocale et maintenance prédictive industrielleLes développeurs peuvent rapidement construire des prototypes d'applications basés sur ces exemples de référence, raccourcissant ainsi le cycle de développement.l'écosystème STM32Cube prend en charge le RTOS (Système d'exploitation en temps réel), permettant la planification coordonnée des tâches d'IA avec d'autres tâches en temps réel, assurant ainsi la performance en temps réel et la fiabilité des dispositifs d'intelligence de bord.

III. Principaux avantages et scénarios d'application

1Principaux avantages: haute performance, faible consommation d'énergie, haute fiabilité, facilité de développement

Dans l'ensemble, les principaux avantagesSTM32V873RJLe microcontrôleur peut être résumé en quatre points: premièrement, haute performance, avec un noyau Cortex-M85 de 800 MHz couplé à un accélérateur Neural-ART,Capable de répondre aux exigences des calculs complexes de l'IA et du traitement des données en temps réel à l'extrémitéDeuxièmement, une faible consommation d'énergie: le procédé FD-SOI de 18 nm et la technologie PCM réduisent considérablement la consommation d'énergie de fonctionnement des puces, les rendant adaptées aux applications alimentées par batterie; troisièmement,,haute fiabilité: technologie de sécurité au niveau du matériel, combinée à une résistance aux rayonnements et à une tolérance aux températures élevées et basses,répond aux exigences des environnements exigeants tels que les applications industrielles et aérospatiales; et quatrièmement, la facilité de développement:l'écosystème logiciel complet STM32Cube et les outils de développement d'IA réduisent la complexité du développement d'applications d'IA de pointe et améliorent l'efficacité du développement.

2. Scénarios d'applications de base

Grâce aux avantages susmentionnésSTM32V873RJLe microcontrôleur peut être largement appliqué dans divers scénarios d'intelligence de pointe, couvrant plusieurs secteurs, notamment l'industrie, l'Internet des objets (IoT), la robotique et l'aérospatiale.

Dans le domaine de l'automatisation industrielle, il peut être utilisé dans des scénarios tels que les capteurs intelligents, les robots industriels et la maintenance prédictive des équipements.il permet de surveiller en temps réel l'état de fonctionnement des équipements, l'alerte précoce des défauts et le contrôle précis, améliorant ainsi le niveau d'intelligence et l'efficacité de la production dans la fabrication industrielle;il peut servir de passerelle intelligente ou de nœud de calcul de bord, permettant le traitement local et l'analyse intelligente des données des appareils IoT, réduisant la charge de transmission des données vers le cloud et améliorant les temps de réponse des systèmes;il peut être utilisé dans des modules tels que la navigation visuelle, le contrôle du mouvement et la perception de l'environnement, en fournissant aux robots des capacités d'inférence en temps réel grâce à l'IA pour permettre une navigation autonome et une interaction intelligente;Cette puce a été adoptée dans les micro-lasers du réseau satellite Starlink de SpaceX., où sa fiabilité élevée et sa résistance aux rayonnements le rendent adapté aux scénarios d'application exigeants du secteur aérospatial.

IV. Résumé

En tant que produit hautes performances doté d'un noyau ARM Cortex-M85 de 800 MHz, le STSTM32V873RJLe microcontrôleur offre une mise à niveau complète des capacités d'IA de pointe grâce à des processus de fabrication avancés, une configuration matérielle robuste et un écosystème logiciel complet. It not only breaks through the performance limitations of traditional microcontrollers in AI computing scenarios but also meets the demands of various edge intelligence devices with its low power consumption and high reliabilityL'intégration approfondie des technologies de l'informatique de pointe et de l'IASTM32V873RJest sur le point de devenir une puce de contrôle de base dans des domaines tels que l'automatisation industrielle, l'IdO intelligent et la robotique.Il fournira un support matériel robuste pour la mise en œuvre d'applications d'intelligence de bordDans l'avenir, STMicroelectronics continuera d'optimiser les performances des produits et l'écosystème logiciel.l'élargissement des limites des applications d'IA de pointe et la création de solutions d'intelligence intégrée plus efficaces et plus pratiques pour les développeurs;.