1956年,，當(dāng)斯坦福大學(xué)的麥卡錫提出“人工智能”時，他一定沒有想到這個概念會在幾十年后的中國如火如荼,。人工智能不僅僅在引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命方面被寄予厚望,，更是融入到了每個人的日常生活中，并且正在觸發(fā)社會變革,。事實(shí)上,，2020年4月，國家發(fā)改委在確定新基建的3個方面時,，在信息基礎(chǔ)設(shè)施,、融合基礎(chǔ)設(shè)施中均提及人工智能，也只不過是把正在發(fā)生的變革明確地告知大眾,。

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　　伴隨算力,、數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,，人工智能正處于從量變到質(zhì)變的節(jié)點(diǎn),，尤其邊緣端呈現(xiàn)出爆發(fā)式的發(fā)展。Gartner預(yù)測,，到2025年,，至少會有75%的數(shù)據(jù)處理將會在云端或者數(shù)據(jù)中心之外的地方進(jìn)行。人工智能大潮對于半導(dǎo)體企業(yè)是機(jī)遇也是挑戰(zhàn),。和云端不同,，邊緣側(cè)對芯片的最主要需求依然回到了性能、成本和功耗這3個芯片永恒的話題,，而且必須同時具備,，產(chǎn)品才能勝出。此外由于邊緣人工智能產(chǎn)品的開發(fā)周期較短,，迭代窗口快速,，因此友好的開發(fā)環(huán)境也很關(guān)鍵。

　　德州儀器（TI）中國區(qū)嵌入式產(chǎn)品系統(tǒng)與應(yīng)用總監(jiān)Howard Jiang

　　什么樣的邊緣人工智能系統(tǒng)才是成功的,？“精準(zhǔn)感知,，快速決策，人機(jī)協(xié)作,，高效節(jié)能,，安全可靠”，這是德州儀器（TI）中國區(qū)嵌入式產(chǎn)品系統(tǒng)與應(yīng)用總監(jiān)Howard Jiang給出的答案。眾所周知,，感知,、決策及執(zhí)行是邊緣人工智能的3個環(huán)節(jié)，而且隨著邊緣人工智能的發(fā)展,，對于嵌入式的感知和決策技術(shù)的要求相比非人工智能更嚴(yán)苛,、更差異化。

　　感知 -- 邊緣人工智能的數(shù)據(jù)來源

　　數(shù)據(jù)是邊緣人工智能的根本,，而感知則是數(shù)據(jù)的來源,。正如一個人不止需要眼睛來感覺世界，包括耳朵等都是感知自然世界的重要器官,，機(jī)器同樣需要耳聰目明,，各種傳感器隨著技術(shù)發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。TI推出的單芯片毫米波雷達(dá),，在許多應(yīng)用場合可以規(guī)避傳統(tǒng)攝像頭的弊端,，同時支持系統(tǒng)的多項數(shù)據(jù)融合，使得機(jī)器可以更好地獲取數(shù)據(jù),，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的精準(zhǔn)感知,。

　　利用毫米波雷達(dá)的收發(fā)，能夠以極高的精度測量其視野范圍內(nèi)物體以及障礙物的距離和其相對速度,。與基于視覺和激光雷達(dá)的傳感器相比,，毫米波傳感器的一個重要優(yōu)勢是不容易受雨、塵,、煙,、霧或霜等環(huán)境條件影響。此外,，毫米波傳感器可在完全黑暗中或在陽光直射下工作,。這些傳感器可直接安裝在無外透鏡、通風(fēng)口或傳感器表面的塑料外殼后,，非常堅固耐用,，能滿足防護(hù)等級（IP） 69K 標(biāo)準(zhǔn)。

　　TI的單芯片毫米波雷達(dá)通過CMOS制成工藝技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)雷達(dá)所不具備的高性價比優(yōu)勢,，同時結(jié)合了ASIC后端處理，可以直接降低BOM成本,，減少產(chǎn)品尺寸,，并且減少了對于處理器的依賴?；赥I毫米波雷達(dá)設(shè)計的產(chǎn)品體積是微型激光雷達(dá)測距儀的三分之一,，重量是其一半,。

　　更重要的是,，除了自動駕駛領(lǐng)域,，毫米波雷達(dá)還可以應(yīng)用于更廣闊的工業(yè)及智能家居、智能樓宇,、醫(yī)療等領(lǐng)域,。比如通過毫米波雷達(dá)與空調(diào)的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)隨人動,、目標(biāo)人體的姿態(tài)感知,、自動開關(guān)等多項智能功能。而在其他應(yīng)用中,，如針對機(jī)械臂操作員的安全監(jiān)測,、物流機(jī)器人/無人機(jī)避障檢測、老人跌倒等監(jiān)測,，毫米波雷達(dá)都擁有以往圖像傳感器所不具備的準(zhǔn)確,、快速感知等優(yōu)勢，同時滿足許多應(yīng)用場合的數(shù)據(jù)脫敏要求（可以安裝在臥室,、衛(wèi)生間等場合）,。

　　除了毫米波雷達(dá)之外，TI還提供了溫度傳感器,、DLP?技術(shù),、 ToF等廣泛的產(chǎn)品，從而進(jìn)一步豐富了機(jī)器與人的交互途徑,。

　　決策 -- 邊緣人工智能的大腦

　　邊緣人工智能設(shè)備需要一個聰明的“大腦”來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和決策,。集成式 SoC 通常是邊緣人工智能中一個不錯的選擇，因為除了容納能夠執(zhí)行深度學(xué)習(xí)推理的各種處理元件外,，SoC還集成許多用于整個嵌入式應(yīng)用的必要組件,。一些集成式SoC 包括顯示、圖形,、視頻加速和工業(yè)聯(lián)網(wǎng)功能,，使單芯片解決方案的功能不僅限于運(yùn)行ML/AI。

　　TI的Jacinto? 7系列處理器正是這樣一款高度集成的SoC,，芯片內(nèi)部包括高性能計算,、深度學(xué)習(xí)引擎、用于信號和圖像處理的專用加速器,，符合功能安全ASIL-D/SIL-3標(biāo)準(zhǔn),。除了高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）之外，處理器還可以應(yīng)用于機(jī)器人,、機(jī)器視覺,、雷達(dá)等領(lǐng)域。

　　集成的專用加速器包括“C7x”新一代DSP內(nèi)核，將 TI 行業(yè)領(lǐng)先的 DSP 和 EVE 內(nèi)核結(jié)合到一起,，并添加了矢量浮點(diǎn)計算功能,，并支持向后兼容代碼。隨著邊緣人工智能的興起,，DSP由于其基于哈佛架構(gòu),，可以顯著提升矩陣運(yùn)算效率，非常適合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算加速,。同時,，新增的“MMA”深度學(xué)習(xí)加速器可在典型工作條件下，以低功率達(dá)到8 TOPS的計算性能,。

　　通用內(nèi)核則包括了多核Arm Cortex-A72,、Cortex-R5F以及8XE GE8430 GPU等。

　　Jacinto 7系列的多核異構(gòu)處理器架構(gòu)設(shè)計,，可以最大限度地針對任務(wù)進(jìn)行選擇與優(yōu)化,，從而實(shí)現(xiàn)更好的性能提升及成本控制。另外,，TI還將成熟的算法進(jìn)行硬件化,，加之半導(dǎo)體制程的演進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)最佳的性價比和功耗比,。比如TI的ISP,，可以基于芯片內(nèi)嵌的硬件加速單元自動實(shí)現(xiàn)寬動態(tài)調(diào)整、圖像金字塔縮放,、立體深度視覺以及密集光流算法加速等等,。

　　Jacinto 7 系列處理器提供了涉及硬件和軟件的全面安全解決方案，這是汽車和工業(yè)市場的重要關(guān)注點(diǎn),。Jacinto 7 系列處理器使用經(jīng)獨(dú)立功能安全評估機(jī)構(gòu)（如 T?V S?D）認(rèn)證的硬件開發(fā)流程,，針對 ASIL-D 功能進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計。而針對如今ADAS數(shù)據(jù)融合所帶來高帶寬多端口的新挑戰(zhàn),，Jacinto 7系列也集成了CSI-2等多路端口,，可以保證同多路傳感器互聯(lián)并支持高帶寬數(shù)據(jù)需求。Jacinto 7系列同時集成了PCIe集線器和千兆以太網(wǎng)交換機(jī),，可以用于域控制器,，從而實(shí)現(xiàn)更高水平的集成度。

　　為了方便用戶進(jìn)行開發(fā),，TI推出了TI-Edge-AI-Cloud,，針對 Jacinto 處理器上 AI 推理的云工具評估并支持許多業(yè)界通用與流行的深度學(xué)習(xí)框架（包括 TensorFlow Lite、ONNX Runtime,、OpenGL ES等）,，幫助輕松編譯和部署模型并加速推理,。

　　除了視覺識別所常用的CNN之外，諸如預(yù)測性維護(hù)等邊緣人工智能場景需要的RNN,，Jacinto 7處理器同樣也提供相應(yīng)的支持,。此外，TI的工業(yè)應(yīng)用處理器SitaraTM系列,，集成了Arm Cortex-A系列內(nèi)核,，同樣也可以通過Arm NN實(shí)現(xiàn)相對低算力要求的邊緣人工智能應(yīng)用,，諸如工業(yè)應(yīng)用中的預(yù)測性維護(hù)等,。

　　從天馬行空到快速落地

　　除了感知和決策，在執(zhí)行環(huán)節(jié),，TI也有很多處理器,、馬達(dá)驅(qū)動，還有各種模擬器件,，這表明 TI 可以通過廣泛的產(chǎn)品組合為實(shí)現(xiàn)邊緣 AI 所需的關(guān)鍵方面提供支持,。技術(shù)服務(wù)于人，作為一家擁有90年歷史的半導(dǎo)體公司,，TI的秘訣即在于不斷研究社會生活的變化,，洞察并滿足人們的需求，因之而不斷改變自己,。

　　在TI進(jìn)入中國的這35年中,，曾助力中國客戶一次次實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。在人工智能領(lǐng)域,，Howard看到中國的發(fā)展在某些地方已經(jīng)走在前面,。比如4D成像雷達(dá)領(lǐng)域，國外還處在實(shí)驗室概念驗證階段,，而國內(nèi)車廠已提出量產(chǎn)的具體時間點(diǎn),。同時在智能工業(yè)、機(jī)器人,、智能家居,、醫(yī)療影像分析等市場中，中國客戶也都在積極地進(jìn)行導(dǎo)入,。有時Howard也會用中國客戶采用的創(chuàng)新來激勵他的美國同事們,。

　　TI在做產(chǎn)品定義的時候，會和一些客戶進(jìn)行深度合作,，使創(chuàng)新的需求體現(xiàn)在產(chǎn)品架構(gòu)上,，這其中不僅僅是滿足現(xiàn)有的使用，更重要的是共同預(yù)見未來的需求,。中國客戶豐富的想像力,，也使得來自中國的需求可以很快反映到TI下一代產(chǎn)品開發(fā)中,，并且面向全球的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)。

　　三十五年前,，TI進(jìn)入中國,，在工業(yè)、消費(fèi),、通信以及汽車等諸多市場中,，同中國本土合作伙伴從零開始，共同創(chuàng)新,。而今,，隨著以人工智能及邊緣人工智能為代表的新基建項目開始擴(kuò)展，TI同合作伙伴攜手,，再次踏入全新領(lǐng)域,，通過品類齊全的模擬和嵌入式處理系列產(chǎn)品、強(qiáng)大的本地制造及研發(fā)能力,、遍布全國的產(chǎn)品分銷及銷售網(wǎng)絡(luò),，以解決邊緣人工智能帶來的新挑戰(zhàn)，滿足中國客戶產(chǎn)品設(shè)計的新要求,。在TI,，有著一批像Howard一樣的杰出工程師，懷著“芯向中國,，科創(chuàng)世界”的愿景,，努力通過半導(dǎo)體技術(shù)，讓世界變得更加美好,。

　　就在不久前,，美的集團(tuán)廚房和熱水器事業(yè)部同TI共同建立了“感知與交互聯(lián)合實(shí)驗室”，旨在幫助美的運(yùn)用TI的毫米波雷達(dá)技術(shù)以及廣泛的模擬和嵌入式處理產(chǎn)品,，加速美的廚熱家電應(yīng)用的開發(fā),。Howard 希望 TI 能夠幫助支持更多像美的這樣的公司將想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。