ST 的 Markus Mayr 概述了STM32Cube.AI，這是業(yè)界最先進(jìn)的工具包，能夠與流行的深度學(xué)習(xí)庫進(jìn)行互操作，將任何用于 STM32 微控制器 （MCU） 的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行優(yōu)化推理。

在過去的五年里，人工智能 （AI） 已經(jīng)從一個流行語轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，人工智能在面部和語音識別、金融欺詐檢測、預(yù)測性維護(hù)和在線購物建議中得到了應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)成為許多人日常生活的一部分——隨著即將出現(xiàn)的新應(yīng)用。

人工智能是一組使計(jì)算機(jī)能夠模仿人類行為和智能的技術(shù)。它以從數(shù)據(jù)中提取意義的機(jī)器和深度學(xué)習(xí)算法集為基礎(chǔ)。為了開發(fā)包含 AI 功能的應(yīng)用程序，您需要專門的工具和專業(yè)知識，這對于缺乏機(jī)器和深度學(xué)習(xí)培訓(xùn)的資深嵌入式開發(fā)人員來說可能是一個挑戰(zhàn)。

將數(shù)據(jù)科學(xué)帶給嵌入式系統(tǒng)專家

STM32Cube.AI意義重大，因?yàn)榻?jīng)常使用 STM32 MCU 專門研究嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)人員可能不熟悉神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。同樣，從事機(jī)器學(xué)習(xí)工作的數(shù)據(jù)科學(xué)家可能更習(xí)慣于云計(jì)算幾乎無窮無盡的計(jì)算資源，并且可能對嵌入式開發(fā)的內(nèi)存和計(jì)算限制不太適應(yīng)。STM32Cube.AI 通過揭開 AI 和嵌入式系統(tǒng)的神秘面紗，并通過將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入嵌入式邊緣開發(fā)來擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)，提供工具來利用更廣泛的開發(fā)人員群體的專業(yè)知識。

傳統(tǒng)上，人工智能計(jì)算是在云端執(zhí)行的，大量原始傳感器數(shù)據(jù)由網(wǎng)關(guān)聚合，然后發(fā)送到基于云的人工智能引擎。這種架構(gòu)具有優(yōu)勢，因?yàn)樗梢蕴幚硇枰罅坑?jì)算能力的非常大的數(shù)據(jù)集和計(jì)算。另一方面，這種方法需要大量的功率和高網(wǎng)絡(luò)帶寬，并且在云中進(jìn)行大量且昂貴的計(jì)算。由于需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到云進(jìn)行處理，它還引入了延遲和隱私風(fēng)險(xiǎn)。

分布式 AI 架構(gòu)是一種更輕巧、更敏捷的 AI 計(jì)算方法，其中網(wǎng)絡(luò)邊緣的嵌入式處理器和微控制器對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，顯著減少發(fā)送到云端的數(shù)據(jù)集大小或在沒有任何連接的情況下自主執(zhí)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到云端。借助 STM32Cube.AI，配備 STM32 MCU 的邊緣物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)在可以直接運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在邊緣實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí) AI 計(jì)算并立即做出響應(yīng)，保護(hù)隱私并減少網(wǎng)絡(luò)帶寬和集中式計(jì)算能力。

STM32Cube.AI 的工作原理

在 STM32 MCU 上實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第一步是將依賴于框架的預(yù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入到 STM32Cube.AI 轉(zhuǎn)換工具中，該工具用作STM32CubeMX代碼生成器的擴(kuò)展包。STM32Cube.AI 支持快速、自動導(dǎo)入由流行設(shè)計(jì)框架（如 Keras、TensorFlow-Lite、Caffe、Lasagne 和 ConvnetJS）訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為 MCU 的優(yōu)化代碼。然后，該工具將經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射到 STM32 MCU 并優(yōu)化生成的庫以減少內(nèi)存占用。完成所有這些后，STM32Cube.AI 將 NN 提供給開發(fā)人員。

除了 STM32Cube.AI 工具包外，意法半導(dǎo)體還提供其他產(chǎn)品和技術(shù)來幫助彌合嵌入式和 AI 系統(tǒng)開發(fā)人員之間的差距。其中包括專門為捕獲和處理傳感器數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的SensorTile 開發(fā)套件，以及STM32 IoT 節(jié)點(diǎn)，這是一個多傳感器探索套件，具有集成的低功耗無線 BLE、NFC、Sub GHz 和 Wi-Fi 無線電，可幫助用戶開發(fā)直接連接到云服務(wù)器的應(yīng)用程序。

ST 還提供一系列STM32 功能包，它們將低級驅(qū)動程序、中間件庫和示例應(yīng)用程序組合到一個軟件包中。傳感功能包 幫助快速啟動結(jié)合和處理來自多個傳感器的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)高級檢測和監(jiān)控功能的應(yīng)用示例的實(shí)施和開發(fā)，例如運(yùn)動識別、語音識別、環(huán)境監(jiān)控、定位、跌倒檢測、訪問控制和入侵檢測。

STM32Cube.AI 不僅僅是一個工具包——它象征著意法半導(dǎo)體通過為所有 STM32 開發(fā)人員帶來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理來改變物聯(lián)網(wǎng)格局的戰(zhàn)略。