MCU如何玩轉AI？詳解意法半導體STM32新戰略

2020年，ST中國的CU份額將超20%

從1987年成立以來(lái)，ST多年一直是世界十大半導體公司之一。據了解，ST是世界第一大專(zhuān)用模擬芯片和電源轉換芯片制造商，也是世界第一大工業(yè)半導體和機頂盒芯片供應商，在分立器件、手機相機模塊和車(chē)用集成電路領(lǐng)域位居世界前列。

從圖中可看到，智能手機、穿戴設備、無(wú)人機、電視領(lǐng)域，ST都有中國客戶(hù)排在前列

根據IC insights的預計，從2017年到2022年MCU在IOT里每年的復合增長(cháng)率是17%。到2020年，會(huì )有超過(guò)30億個(gè)物體連接在一起，這對MCU提出了更多要求。2017年，通過(guò)中國三大運營(yíng)商連到云端的IOT數量占到全球56%，也就是說(shuō)在運營(yíng)商層面上連到IOT的物體有超過(guò)一半在中國。而對于ST來(lái)說(shuō)，到2020年，ST在中國的MCU市場(chǎng)份額將超過(guò)20%。

對于ST來(lái)說(shuō)，IOT涵蓋的智能硬件、智能家居、智慧城市、智能工業(yè)是未來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。IOT需要的幾個(gè)主要技術(shù)切入點(diǎn)包括：安全、網(wǎng)絡(luò )連接、云服務(wù)、用戶(hù)界面和傳感器。其中，MCU作為運算處理的基礎，也是這次STM32峰會(huì )主要關(guān)注的方面。

目前ST也是全球前三大的MCU廠(chǎng)商。擁有市場(chǎng)上最廣的Cortex-M MCU產(chǎn)品線(xiàn)，在中國ST的MCU實(shí)現了27%的復合年均增長(cháng)率。2017年，ST亞太區收入超過(guò)30億美元，61%的出貨量都是在亞太地區，37%的區域客戶(hù)都在亞洲。根據isuppli的數據，ST也是2017年中國排名第二的MCU廠(chǎng)商。

據介紹，ST亞太地區的通用微控制器（MCU）收入在全球占比42%，亞太區占比25%以上。2017年ST在全球交付了超過(guò)20億個(gè)MCU，也就是說(shuō)MCU業(yè)務(wù)目前是ST最主要的收入來(lái)源。這似乎可以理解為何ST將每年在深圳舉行的技術(shù)研討會(huì )命名為“STM32峰會(huì )”。

從Cortex-M到Cortex-A，ST不再局限于MCU？

STM32問(wèn)世已經(jīng)有11年，已經(jīng)量產(chǎn)了11個(gè)系列。從MCU的未來(lái)發(fā)展方向來(lái)看，一共有三個(gè)方向：更高的性能、更強的聯(lián)網(wǎng)能力、更安全的能力。因此此次STM32峰會(huì )上，ST就針對這三個(gè)方向增加了5款新產(chǎn)品。

左起：曹錦東(意法半導體中國微控制器事業(yè)部市場(chǎng)及應用總監)、Arnaud Julienne (意法半導體亞太區MMS及物聯(lián)網(wǎng)副總裁)、Daniel Colonna (意法半導體微控制器事業(yè)部市場(chǎng)總監)、Jerome Roux (意法半導體執行副總裁，亞太區銷(xiāo)售及市場(chǎng)部主管)

意法半導體執行副總裁，亞太區銷(xiāo)售及市場(chǎng)部主管Jerome Roux首先就介紹了新增添的STM32WB。據介紹，STM32WB中的W代表無(wú)線(xiàn)的意思，而B(niǎo)則代表藍牙。Jerome Roux表示，WB是非常重要的產(chǎn)品系列，它融合了STM32的生態(tài)系統和架構，采用雙核射頻集成（CM0+ 內核負責協(xié)議棧）。意法半導體微控制器事業(yè)部市場(chǎng)總監Daniel Colonna表示，STM32WB射頻可以支持藍牙和802.15.4（zigbee、Thread），除了可以做藍牙數據傳輸，還可以進(jìn)行語(yǔ)音、圖像顯示、傳感器的數據處理。

Jerome Roux表示，之所以增加藍牙和802.15.4，一方面是為了等待藍牙5.0（Mesh 5.0）的IP發(fā)布，另一方面也是為了盡可能支持更多的RF協(xié)議。據介紹，ST的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品線(xiàn)很廣，如射頻收發(fā)器SPIRIT，還有集成了一個(gè)CPU和射頻收發(fā)器的BlueNRG。STM32WB有2個(gè)CPU，2個(gè)調制解調器，和射頻收發(fā)器，能夠覆蓋更多的應用。

除了STM32WB，ST還推出了一款最小的MCU STM32L4，可應用于如智能插座等領(lǐng)域，以實(shí)現成本的節約。STM32L4包括兩個(gè)12位ADC，其片上閃存容量下探至64KB，功耗更是低至0.3μA@3V。 此外，ST還推出了去年STM32 H7的升級版，會(huì )在Cortex®-M7 @ 400 MHz內核的基礎上增加一個(gè)Arm® Cortex®-M4 @ 240 MHz核。

值得重點(diǎn)提出的是，STM32將會(huì )加入Linux系統，而不僅僅采用RTOS。與之相搭配的是，ST將在未來(lái)推出支持雙核Arm ® Cortex®-A7的樣片，可以說(shuō)這個(gè)產(chǎn)品的架構已經(jīng)不再只是MCU了，而跟AP靠攏了。Daniel Colonna表示，從價(jià)格和產(chǎn)品特性來(lái)看，這款產(chǎn)品已經(jīng)很接近微處理器了，這樣開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)應用的時(shí)候就更方便了。

如何實(shí)現MCU的系統性安全？

意法半導體中國微控制器事業(yè)部市場(chǎng)及應用總監曹錦東概括了MCU未來(lái)面臨的三個(gè)方向：一個(gè)是更高的性能，第二是強調通訊的功能，未來(lái)所有的設備都會(huì )聯(lián)網(wǎng)，這個(gè)聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)需要有無(wú)線(xiàn)，在聯(lián)網(wǎng)同時(shí)需要對數據進(jìn)行處理，這里離不開(kāi)性能通訊。第三最關(guān)鍵的是安全，只要聯(lián)網(wǎng)就會(huì )涉及到安全的問(wèn)題。 針對IOT很重要的安全部分，ST推出了一款Arm® Cortex-M33® 的STM32產(chǎn)品，支持以往在A(yíng)P中采用的Trust Zone技術(shù)。通過(guò)Trust Zone可以實(shí)現更高的安全性，且不僅是在微控制器里的安全性，而且還可以提供更多的安全性方面的服務(wù)。ST投入許多資源和精力在相關(guān)的工具開(kāi)發(fā)上，以滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)者的需求。

要做到系統性安全，光靠硬件是不夠的。還需要做到系統性的安全分析，要知道可能會(huì )出現哪些威脅或漏洞。這些威脅可以用同樣的解決方案來(lái)防止，比如惡意軟件、分布式拒絕服務(wù)（DDoS）、惡意假冒設備等。

除此之外，STM32還提供物聯(lián)網(wǎng)安全工具箱，實(shí)現了可擴展的嵌入式安全功能，比如STM32Trust.CodeProtect，保證用戶(hù)代碼安全且完整地寫(xiě)入可信的STM32產(chǎn)品，包括安全安裝、安全編程；STM32Trust.DataProtect，保護有價(jià)值的數據不被竊取，包括數據保護、關(guān)鍵存儲保護；STM32Trust.ExecutionProtect，將應用程序分為可信和不可信兩部分，包括代碼執行隔離。

物聯(lián)網(wǎng)應用中支持HomeKit的智能家居產(chǎn)品越來(lái)越多，HomeKit是一個(gè)家庭自動(dòng)化設備通用協(xié)議。而ST則為很多中國企業(yè)提供HomeKit——Apple Homekit BLE。這套工具（Apple Homekit BLE）將于 2018年中期率先支持STM32L476 (512 kB+閃存)和 STM32F413平臺，之后支持STM32WB系列。

為了更好的整合生態(tài)，ST最近也收購了軟件開(kāi)發(fā)工具專(zhuān)家Atollic公司（Atollic開(kāi)發(fā)出了業(yè)內知名的獲得高度好評的TrueSTUDIO®集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，專(zhuān)注Arm® Cortex®-M微控制器的嵌入式開(kāi)發(fā)社區，例如，意法半導體的市場(chǎng)領(lǐng)先的STM32系列微控制器(MCU)）。

STM32如何玩轉人工智能？

值得一提的是，在CPU、GPU以及各種硬件加速器中逐漸普及的AI功能也開(kāi)始進(jìn)入到MCU領(lǐng)域。ST也在積極確保通過(guò)一些簡(jiǎn)單工具來(lái)實(shí)現STM32上的人工智能。

ST提供一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )輸出器STM32Cube.AI，這是一個(gè)軟件工具，把現有成熟的算法轉化成在MCU上運行的AI算法。因為傳統AI算法比較大，需要更大的GPU、CPU來(lái)處理，在MCU使用的算法需要通過(guò)這個(gè)工具來(lái)進(jìn)行轉化。其目標應用是相對比較簡(jiǎn)單的應用，如語(yǔ)音、圖像、人臉識別，以及其他需要MCU進(jìn)行處理的應用。這個(gè)工具能夠讓工程師直接簡(jiǎn)單的在STM32上得到實(shí)現。

“這是非常有意思的工具，我們可能在全球范圍內第一個(gè)能夠提供這樣復雜的工具，我們的想法就是盡可能抓住更多的人工智能，把它放在STM32上。”XX表示，這僅僅是開(kāi)始，ST在A(yíng)I領(lǐng)域有很大的雄心，未來(lái)會(huì )做更多的工作。事實(shí)上，包括百度、微軟、阿里這些在A(yíng)I和IOT領(lǐng)域布局多年的互聯(lián)網(wǎng)公司目前正與ST在設備、芯片端加強合作。在去年的云棲大會(huì )上，阿里就宣布ST就AliOS Things進(jìn)行了移植。2017年11月，AliOS Things已經(jīng)成功移植到L476芯片上；2017年12月，AliOS Things包括IAR/KEIL移植已經(jīng)全部完成；在2018年3月，基于STM32的Link kit移植成功；在今年5月，基于STM32 X-Cube的AliCloud開(kāi)發(fā)套件會(huì )正式發(fā)布。未來(lái)當開(kāi)發(fā)者從網(wǎng)上把CubeMX下載完之后，就會(huì )默認支持AliOS Things。