MCU如何玩轉(zhuǎn)AI？詳解意法半導(dǎo)體STM32新戰(zhàn)略

2020年，ST中國(guó)的CU份額將超20%

從1987年成立以來，ST多年一直是世界十大半導(dǎo)體公司之一。據(jù)了解，ST是世界第一大專用模擬芯片和電源轉(zhuǎn)換芯片制造商，也是世界第一大工業(yè)半導(dǎo)體和機(jī)頂盒芯片供應(yīng)商，在分立器件、手機(jī)相機(jī)模塊和車用集成電路領(lǐng)域位居世界前列。

從圖中可看到，智能手機(jī)、穿戴設(shè)備、無人機(jī)、電視領(lǐng)域，ST都有中國(guó)客戶排在前列

根據(jù)IC insights的預(yù)計(jì)，從2017年到2022年MCU在IOT里每年的復(fù)合增長(zhǎng)率是17%。到2020年，會(huì)有超過30億個(gè)物體連接在一起，這對(duì)MCU提出了更多要求。2017年，通過中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商連到云端的IOT數(shù)量占到全球56%，也就是說在運(yùn)營(yíng)商層面上連到IOT的物體有超過一半在中國(guó)。而對(duì)于ST來說，到2020年，ST在中國(guó)的MCU市場(chǎng)份額將超過20%。

對(duì)于ST來說，IOT涵蓋的智能硬件、智能家居、智慧城市、智能工業(yè)是未來關(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)、用戶界面和傳感器。其中，MCU作為運(yùn)算處理的基礎(chǔ)，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廠商。擁有市場(chǎng)上最廣的Cortex-M MCU產(chǎn)品線，在中國(guó)ST的MCU實(shí)現(xiàn)了27%的復(fù)合年均增長(zhǎng)率。2017年，ST亞太區(qū)收入超過30億美元，61%的出貨量都是在亞太地區(qū)，37%的區(qū)域客戶都在亞洲。根據(jù)isuppli的數(shù)據(jù)，ST也是2017年中國(guó)排名第二的MCU廠商。

據(jù)介紹，ST亞太地區(qū)的通用微控制器（MCU）收入在全球占比42%，亞太區(qū)占比25%以上。2017年ST在全球交付了超過20億個(gè)MCU，也就是說MCU業(yè)務(wù)目前是ST最主要的收入來源。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問世已經(jīng)有11年，已經(jīng)量產(chǎn)了11個(gè)系列。從MCU的未來發(fā)展方向來看，一共有三個(gè)方向：更高的性能、更強(qiáng)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(duì)這三個(gè)方向增加了5款新產(chǎn)品。

左起：曹錦東(意法半導(dǎo)體中國(guó)微控制器事業(yè)部市場(chǎng)及應(yīng)用總監(jiān))、Arnaud Julienne (意法半導(dǎo)體亞太區(qū)MMS及物聯(lián)網(wǎng)副總裁)、Daniel Colonna (意法半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān))、Jerome Roux (意法半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁，亞太區(qū)銷售及市場(chǎng)部主管)

意法半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁，亞太區(qū)銷售及市場(chǎng)部主管Jerome Roux首先就介紹了新增添的STM32WB。據(jù)介紹，STM32WB中的W代表無線的意思，而B則代表藍(lán)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(tǒng)和架構(gòu)，采用雙核射頻集成（CM0+ 內(nèi)核負(fù)責(zé)協(xié)議棧）。意法半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)Daniel Colonna表示，STM32WB射頻可以支持藍(lán)牙和802.15.4（zigbee、Thread），除了可以做藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸，還可以進(jìn)行語(yǔ)音、圖像顯示、傳感器的數(shù)據(jù)處理。

Jerome Roux表示，之所以增加藍(lán)牙和802.15.4，一方面是為了等待藍(lán)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(jù)介紹，ST的無線產(chǎn)品線很廣，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(diào)制解調(diào)器，和射頻收發(fā)器，能夠覆蓋更多的應(yīng)用。

除了STM32WB，ST還推出了一款最小的MCU STM32L4，可應(yīng)用于如智能插座等領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)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(jí)版，會(huì)在Cortex®-M7 @ 400 MHz內(nèi)核的基礎(chǔ)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(tǒng)，而不僅僅采用RTOS。與之相搭配的是，ST將在未來推出支持雙核Arm ® Cortex®-A7的樣片，可以說這個(gè)產(chǎn)品的架構(gòu)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)品特性來看，這款產(chǎn)品已經(jīng)很接近微處理器了，這樣開發(fā)者在開發(fā)應(yīng)用的時(shí)候就更方便了。

如何實(shí)現(xiàn)MCU的系統(tǒng)性安全？

意法半導(dǎo)體中國(guó)微控制器事業(yè)部市場(chǎng)及應(yīng)用總監(jiān)曹錦東概括了MCU未來面臨的三個(gè)方向：一個(gè)是更高的性能，第二是強(qiáng)調(diào)通訊的功能，未來所有的設(shè)備都會(huì)聯(lián)網(wǎng)，這個(gè)聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)需要有無線，在聯(lián)網(wǎng)同時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這里離不開性能通訊。第三最關(guān)鍵的是安全，只要聯(lián)網(wǎng)就會(huì)涉及到安全的問題。 針對(duì)IOT很重要的安全部分，ST推出了一款A(yù)rm® Cortex-M33® 的STM32產(chǎn)品，支持以往在AP中采用的Trust Zone技術(shù)。通過Trust Zone可以實(shí)現(xiàn)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)的工具開發(fā)上，以滿足開發(fā)者的需求。

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

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

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中支持HomeKit的智能家居產(chǎn)品越來越多，HomeKit是一個(gè)家庭自動(dòng)化設(shè)備通用協(xié)議。而ST則為很多中國(guó)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(tái)，之后支持STM32WB系列。

為了更好的整合生態(tài)，ST最近也收購(gòu)了軟件開發(fā)工具專家Atollic公司（Atollic開發(fā)出了業(yè)內(nèi)知名的獲得高度好評(píng)的TrueSTUDIO®集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，專注Arm® Cortex®-M微控制器的嵌入式開發(fā)社區(qū)，例如，意法半導(dǎo)體的市場(chǎng)領(lǐng)先的STM32系列微控制器(MCU)）。

STM32如何玩轉(zhuǎn)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功能也開始進(jìn)入到MCU領(lǐng)域。ST也在積極確保通過一些簡(jiǎn)單工具來實(shí)現(xiàn)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(xiàn)有成熟的算法轉(zhuǎn)化成在MCU上運(yùn)行的AI算法。因?yàn)閭鹘y(tǒng)AI算法比較大，需要更大的GPU、CPU來處理，在MCU使用的算法需要通過這個(gè)工具來進(jìn)行轉(zhuǎn)化。其目標(biāo)應(yīng)用是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的應(yīng)用，如語(yǔ)音、圖像、人臉識(shí)別，以及其他需要MCU進(jìn)行處理的應(yīng)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(xiàn)。

“這是非常有意思的工具，我們可能在全球范圍內(nèi)第一個(gè)能夠提供這樣復(fù)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，這僅僅是開始，ST在AI領(lǐng)域有很大的雄心，未來會(huì)做更多的工作。事實(shí)上，包括百度、微軟、阿里這些在AI和IOT領(lǐng)域布局多年的互聯(lián)網(wǎng)公司目前正與ST在設(shè)備、芯片端加強(qiáng)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開發(fā)套件會(huì)正式發(fā)布。未來當(dāng)開發(fā)者從網(wǎng)上把CubeMX下載完之后，就會(huì)默認(rèn)支持AliOS Things。