AI浪潮橫掃全球，讓物聯(lián)網(wǎng)也搖身一變整合而成AIoT架構(gòu)，被視為將引領(lǐng)下一時(shí)代IT產(chǎn)業(yè)的技術(shù)。AIoT的開局，對于IoT主力的MCU意味著什么，將帶來怎樣的巨變?

軟硬兼施

MCU經(jīng)過多年的“進(jìn)化”，早已進(jìn)階成全武行，在高集成度、高性能、低功耗層面皆進(jìn)階神速。但問題是，老司機(jī)如何開新車——AIoT時(shí)代已提出了不同的要求。

MCU在AIoT時(shí)代的變化需要“軟硬兼顧”。“一是處理器硬件層面，要求更高的處理能力、更多的安全組件、多種連接能力以及更低功耗;二是在軟件層面，操作系統(tǒng)從任務(wù)調(diào)度發(fā)展為IoT OS平臺(tái)，軟件復(fù)雜度大幅增加，需要平臺(tái)級(jí)軟件及工具;三是在生態(tài)系統(tǒng)層面，各種云服務(wù)公司進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)生態(tài)圈，并且與算法公司、純軟件公司合作增多?！? 恩智浦半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部系統(tǒng)工程總監(jiān)王朋朋認(rèn)為。

ST中國區(qū)微控制器事業(yè)部市場及應(yīng)用總監(jiān)曹錦東也強(qiáng)調(diào)說，MCU支持AI已成一大方向 ，對MCU性能提出更高計(jì)算、更低功耗、更強(qiáng)擴(kuò)展、更安全等硬實(shí)力之外，還需要更好的開發(fā)工具，將以往云端在GPU、CPU或ASIC進(jìn)行處理的算法進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換，讓MCU進(jìn)行識(shí)別并處理。

生態(tài)層面的變局也在拉開大幕，在AIoT時(shí)代，眾多云服務(wù)公司進(jìn)入到嵌入式領(lǐng)域，MCU需要開放API接口等;而且MCU需要與算法公司進(jìn)行合作，以適配實(shí)現(xiàn)高效算力;而操作系統(tǒng)層面云服務(wù)廠商的染指也將引發(fā)更多的爭斗。

相應(yīng)地，這對嵌入式工程師來說亦帶來了全新的挑戰(zhàn)，除了要了解通信協(xié)議棧、安全性、遠(yuǎn)程管理和固件更新以外，還要開始使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并能夠根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整算法等。

順勢而為

無論如何，AI浪潮已然到來，要做的是如何順勢而為?

畢竟，在MCU上部署輕量級(jí)AI，帶來的利好十分實(shí)在。王朋朋詳細(xì)說，這在于可對重點(diǎn)應(yīng)用量身定制，并且對計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)可獨(dú)立運(yùn)行AI模塊，無需云端連接，并實(shí)現(xiàn)低功耗，讓IoT設(shè)備長期工作。

而在MCU應(yīng)用AI的應(yīng)對策略上，王朋朋表示，MCU的薄弱環(huán)節(jié)在于算力弱，即使是目前性能最高的MCU，算力也只有1.2GOPS，解決這一問題需要使用更先進(jìn)的模型結(jié)構(gòu)、精簡模型、優(yōu)化底層代碼、利用異構(gòu)計(jì)算單元等。此外，在缺少建模工具上，需要借助PC/Server來建模與訓(xùn)練。而在集成工具及標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行環(huán)境層面，則需要廠商開發(fā)生成模型代碼與執(zhí)行引擎。恩智浦的策略是找到適合的應(yīng)用，再找到適合的算法，或開發(fā)集成AI IP的MCU。

曹錦東也提到，MCU適應(yīng)AIoT并不僅是+AI IP那么簡單，在代碼移植性、軟件兼容性上都要做好開發(fā)工具的配合，ST也已在適應(yīng)AIoT的MCU硬件和軟件工具方面傾力開發(fā)，預(yù)計(jì)明年將嶄新亮相。

MCU技術(shù)發(fā)展多年，各主流廠家之間的技術(shù)差異可能不那么“涇渭分明”。但在AIoT的時(shí)代中，誰會(huì)乘勢而上，誰又會(huì)被浪頭掀翻，不僅要看各家的MCU在性價(jià)比層面的實(shí)力，更考驗(yàn)廠商的生態(tài)鏈的完善，包括開發(fā)工具、操作系統(tǒng)、云服務(wù)、應(yīng)用開發(fā)等等，無論是破還是立，都是對MCU整體實(shí)力的考驗(yàn)。

自承其“進(jìn)”

而回顧MCU的發(fā)展史，基本上就是將分立協(xié)處理器不斷“加權(quán)”集成的歷史。

“最早的CPU只能進(jìn)行定點(diǎn)的加減法，乘除法是由軟件把乘除法變換成加減法，然后由軟件實(shí)現(xiàn)。與定點(diǎn)運(yùn)算相對應(yīng)的是浮點(diǎn)運(yùn)算，當(dāng)時(shí)浮點(diǎn)運(yùn)算也是將浮點(diǎn)變換成定點(diǎn)運(yùn)算，然后由軟件實(shí)現(xiàn)。由于普遍應(yīng)用浮點(diǎn)運(yùn)算，因而出現(xiàn)了一種專用于浮點(diǎn)運(yùn)算的集成電路，當(dāng)時(shí)叫協(xié)處理器，實(shí)際上就是專用集成電路(ASIC)，接著CPU就將浮點(diǎn)運(yùn)算協(xié)處理器集成了?！痹贛CU領(lǐng)域研發(fā)多年的業(yè)界專家唐曉泉說起這些如數(shù)家珍，“如此類似的情況在CPU的發(fā)展史上不斷重復(fù)，如DSP、多媒體等。而作為CPU的一個(gè)分枝，MCU的發(fā)展路線也基無二致?！?/p>

對于外設(shè)的集成也是同樣的路徑。唐曉泉提到，當(dāng)MCU需要UART時(shí)，就需要UART專用集成電路與其配合，然后MCU開始集成UART;當(dāng)需要CAN通信功能時(shí)，則需要CAN集成電路與其配合，然后MCU又集成了CAN，就這樣一路升級(jí)進(jìn)化至今。

因而，唐曉泉判斷，AI肯定也要走同樣的路數(shù)，先有專用集成電路，然后MCU再集成。而所謂的AI IP可以說是專用集成電路的表現(xiàn)形式而已。當(dāng)技術(shù)、市場成熟時(shí)，AI IP就有可能整合到MCU中，最終實(shí)現(xiàn)量變到質(zhì)變。

變革已來

在AIoT的生態(tài)中，互聯(lián)網(wǎng)巨頭正蜂擁而入。小米“AI+IoT”戰(zhàn)略凸顯了其野心，京東也公布了小京魚AIoT生態(tài)部署，這些巨頭的涌入對AIoT將帶來哪些巨變?

據(jù)悉，小米的生態(tài)目標(biāo)是打造構(gòu)建一個(gè)完整的“三環(huán)”布局，最內(nèi)環(huán)包括了手機(jī)、電視、盒子、路由器和智能音箱等小米核心產(chǎn)品;中間一環(huán)則是小米通過投資孵化構(gòu)建的IoT生態(tài)鏈體系;最外環(huán)將是接入小米IoT系統(tǒng)的第三方廠商，最終完善硬件+互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的商業(yè)模式構(gòu)建。

而這些巨頭的染指帶來的變化顯然是全方位的：在價(jià)格上，2014年一個(gè)Wi-Fi連接模組的價(jià)格是60多元;2018年Wi-Fi連接模組的價(jià)格被小米做到了9.9元;OS方面，阿里的投入巨大，不僅要數(shù)據(jù)，還要掌控節(jié)點(diǎn)。而在未來的MCU定義層面，誰又會(huì)唱主角呢?

或許還值得沉思的是，“小米的模式代表互聯(lián)網(wǎng)公司通過Wi-Fi模塊介入到傳統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，企圖打通云數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)IoT設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通道的模式。用一個(gè)模塊來進(jìn)行橋接，短期來看是一個(gè)好方法，既解決了IoT的碎片化問題，又實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)設(shè)備的上網(wǎng)問題?！碧茣匀治龅溃暗嬖诘囊淮髥栴}是互聯(lián)網(wǎng)一直是利用其聚集效應(yīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瑥亩钩杀咀顑?yōu)。而傳統(tǒng)的嵌入式行業(yè)規(guī)模本來不大，聚集效應(yīng)不明顯。因而，要著力解決分工明確的規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)研發(fā)生產(chǎn)模式與作坊式的傳統(tǒng)嵌入式研發(fā)模式交互挑戰(zhàn)?！?/p>

而無線模組硬件成本的大幅縮減往往意味著，AIoT行業(yè)正在從拓荒期進(jìn)入成長期，從小規(guī)模的摸索嘗試轉(zhuǎn)向大規(guī)模的經(jīng)驗(yàn)復(fù)制。唐曉泉認(rèn)為，這表明AIoT時(shí)代的嵌入式系統(tǒng)由功能型向體驗(yàn)型方向轉(zhuǎn)型，保持高效就需要分工，并要產(chǎn)生聚集效應(yīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?/p>

洶涌而入的玩家們各有心機(jī)，而誰能在AIoT時(shí)代的關(guān)鍵詞“連接、安全、智能”上書寫足夠的“能量”呢?