【導(dǎo)讀】未來，隨著端側(cè)設(shè)備變得更加強(qiáng)大和智能，邊緣智能也將在智能家居、自動(dòng)駕駛和醫(yī)療保健等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)。安森美憑借深厚的技術(shù)積累和市場(chǎng)洞察，從硬件到軟件，從產(chǎn)品到解決方案全面布局，無論是提升智能感知的精度與效率，還是優(yōu)化數(shù)據(jù)處理的即時(shí)性與能耗，都在不斷突破創(chuàng)新為用戶提供更高效、更可靠的智能解決方案，與客戶共同推動(dòng)邊緣智能技術(shù)的邊界，開啟一個(gè)更加智能互聯(lián)的世界。
在數(shù)字化時(shí)代，海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生已經(jīng)成為常態(tài)，從智能手機(jī)到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，數(shù)據(jù)源已經(jīng)無處不在。傳統(tǒng)的云計(jì)算模式雖然強(qiáng)大，但也存在著延遲、帶寬和數(shù)據(jù)隱私等問題。邊緣智能利用分布式計(jì)算，將AI算法和數(shù)據(jù)處理推向數(shù)據(jù)源附近的邊緣設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)低延遲、高效率和實(shí)時(shí)決策，這便是其興起之由來。
邊緣智能現(xiàn)階段在多個(gè)領(lǐng)域都具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，例如工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造提高工廠設(shè)備的效率和可維護(hù)性、在智能交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高級(jí)駕駛輔助與道路環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療保健領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)等。作為全球半導(dǎo)體行業(yè)的佼佼者，安森美(onsemi)也憑借其在圖像傳感器、低功耗藍(lán)牙MCU以及助聽器SoC產(chǎn)品設(shè)計(jì)的深厚技術(shù)積累，助力終端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更智能的決策，為邊緣智能的廣泛應(yīng)用鋪設(shè)基石。
引領(lǐng)視覺系統(tǒng)革命，圖像傳感器開啟智能視覺時(shí)代
邊緣智能終端系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)地處理和分析數(shù)據(jù)，以便對(duì)環(huán)境和用戶需求做出迅速響應(yīng)，以圖像傳感器為例，隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代圖像傳感器被要求賦予更多智能化特性，不僅僅是視覺信息的捕捉者，更是智能分析與決策的前端執(zhí)行者，便是邊緣智能趨勢(shì)的直觀體現(xiàn)。
盡管邊緣智能具有巨大的潛力，但也面臨著一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，在智能可穿戴、智能家居乃至不斷衍生出的新興AI等細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，視覺系統(tǒng)便需要以盡可能低的成本、尺寸、功耗提供更高的分辨、理解和判斷能力。安森美的圖像傳感器技術(shù)在全球汽車和工業(yè)市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先地位，其核心競(jìng)爭力在于智能感知能力的深度優(yōu)化，Hyperlux LP系列傳感器功耗超低，支持內(nèi)置的運(yùn)動(dòng)偵測(cè)功能，可以只需要在偵測(cè)到運(yùn)動(dòng)物體時(shí)快速喚醒系統(tǒng)工作，進(jìn)一步優(yōu)化了系統(tǒng)的功耗，內(nèi)部采用了堆棧式架構(gòu)設(shè)計(jì)，能最大限度地減少產(chǎn)品體積，最小型號(hào)小如一粒米。
以AR0822傳感器為典型，其內(nèi)置了高動(dòng)態(tài)范圍融合算法和運(yùn)動(dòng)物體捕捉算法，能夠在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)，大大降低系統(tǒng)資源的消耗，支持多種多次曝光合成線性化擬合功能——DLO (Digital Lateral Overflow) 以及SCMAX (Smooth Combination Max) 智能擬合，這種模式降低了多次曝光合成時(shí)的亮度臨界區(qū)域的噪聲，實(shí)現(xiàn)了120dB的圖像數(shù)據(jù)輸出，有效減少了后端處理器的接收數(shù)據(jù)和處理時(shí)間，提升了圖像細(xì)節(jié)的呈現(xiàn)效果。此外，AR0822還具備增強(qiáng)的近紅外靈敏度和像素合并(binning)/開窗輸出(windowing)等精密的攝像功能。
更進(jìn)一步，結(jié)合深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的圖像傳感器設(shè)計(jì)正引領(lǐng)著智能感知的新浪潮，這些傳感器通過集成或緊密配合專用的AI處理單元，能在邊緣側(cè)直接執(zhí)行復(fù)雜的目標(biāo)識(shí)別、分類甚至預(yù)測(cè)任務(wù)。為了在更復(fù)雜多樣的環(huán)境中更精準(zhǔn)、快速的輸出場(chǎng)景信息，安森美的圖像傳感器未來將會(huì)集成更高分辨率，更快速率，嵌入更多的智能算法甚至深度算法、以及非可見光波段的檢測(cè)等，為邊緣智能帶來更精美、更細(xì)致的圖像。
低功耗藍(lán)牙構(gòu)建邊緣智能設(shè)備連接生態(tài)
由于邊緣智能硬件的實(shí)時(shí)性要求極高，藍(lán)牙低功耗（BLE）技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前最熱門的電子產(chǎn)品連接技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、工業(yè)、汽車、醫(yī)療保健、計(jì)算機(jī)、智能建筑等領(lǐng)域，市場(chǎng)發(fā)展空間極為驚人。安森美推出的藍(lán)牙低功耗5.2無線微控制器RSL10和最新RSL15低功耗藍(lán)牙芯片，通過采用先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝和雙核架構(gòu)，確保了實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用能夠在終端層面完成相關(guān)計(jì)算，避免了數(shù)據(jù)傳輸至云端處理產(chǎn)生的時(shí)延。這一設(shè)計(jì)思路不僅優(yōu)化了系統(tǒng)的整體能效，還確保了數(shù)據(jù)處理的即時(shí)性和系統(tǒng)的自主性。
低功耗藍(lán)牙MCU方案充分利用了藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的特性，如更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更遠(yuǎn)的傳輸距離和廣播數(shù)據(jù)擴(kuò)展功能，使得它們成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，尤其是那些依賴電池供電智能設(shè)備的理想選擇，極大地豐富邊緣設(shè)備的通信能力和應(yīng)用場(chǎng)景，包括設(shè)備資產(chǎn)監(jiān)控，精準(zhǔn)的定位服務(wù)在遠(yuǎn)程醫(yī)療場(chǎng)景等，在保持長時(shí)間運(yùn)行的同時(shí)，快速響應(yīng)用戶指令或環(huán)境變化，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、簡單分析乃至決策任務(wù)，而無需頻繁與云端交互，從而大幅降低了功耗，延長了設(shè)備的工作周期。
另一個(gè)典型的應(yīng)用案例便是安森美近期發(fā)布的先進(jìn)的微型AFE CEM102，可高精度測(cè)量電化學(xué)信息和安培電流，其設(shè)計(jì)為與RSL15藍(lán)牙5.2認(rèn)證無線微控制器配合使用，與單獨(dú)的方案相比，該組合方案精度更高、噪聲更小且功耗更低，能簡化物料單并提高配置靈活性，最終釋放更多開發(fā)資源。更重要的是，該方案的靈活性使其不僅適用于基于電化學(xué)測(cè)量的傳感器，還能用于需準(zhǔn)確測(cè)量小電流的多種傳感器，讓設(shè)計(jì)人員能夠?yàn)閭鞲袘?yīng)用開發(fā)出精度更高、功耗更低、外形更緊湊的邊緣智能設(shè)備，例如可穿戴醫(yī)療監(jiān)護(hù)方案進(jìn)一步改善用戶體驗(yàn)，真正將智能決策推向了設(shè)備邊緣。
健康關(guān)懷升級(jí)，助聽器SoC設(shè)計(jì)的智能芯意
邊緣智能的浪潮同樣也席卷了醫(yī)療市場(chǎng)，尤其是隨著人口老齡化，用戶對(duì)智能化診療體驗(yàn)需求的不斷提升，個(gè)性化醫(yī)護(hù)設(shè)備如助聽器的設(shè)計(jì)不再是簡單的音頻放大組件，而需要變得更為專業(yè)及智能，從而進(jìn)化為集成了高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理、人工智能算法與低功耗管理的微型計(jì)算平臺(tái)。通過采用先進(jìn)的AI算法，助聽器最好能夠?qū)崟r(shí)分析周圍環(huán)境聲音，智能識(shí)別并增強(qiáng)語音信號(hào)，同時(shí)有效抑制背景噪音，使得佩戴者即便在嘈雜環(huán)境下也能享受到清晰、自然的對(duì)話體驗(yàn)。這種智能化的處理能力直接在助聽器內(nèi)部完成，無需依賴外部云服務(wù)，既保證了數(shù)據(jù)處理的即時(shí)性，又保護(hù)了用戶的隱私安全，充分彰顯了邊緣智能在提升用戶體驗(yàn)與保護(hù)個(gè)人隱私方面的雙重價(jià)值。
安森美擁有30多年的助聽器芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的助聽器芯片供應(yīng)商，打造了一系列先進(jìn)的專業(yè)數(shù)字助聽器/OTC輔聽方案，包括Ezairo 7160、Ezairo 8300/8310、J10/J20低功耗藍(lán)牙無線OTC等平臺(tái)。針對(duì)個(gè)性化與智能化的行業(yè)需求，安森美的助聽器解決方案與時(shí)俱進(jìn)，從早期的130nm到現(xiàn)在的22nm工藝，從雙核到6核，確保方案在性能、功耗和延時(shí)方面都得到了較大的提升，比如在語音延遲方面，安森美的主流方案可以做到3ms以下。此外由于藍(lán)牙低功耗技術(shù)的發(fā)展，帶藍(lán)牙功能的無線助聽器方案日漸流行，比如J10/Ezairo7160就是典型的無線助聽器解決方案。
J10 OTC助聽器平臺(tái)功能圖
Ezairo 8300/8310則更適應(yīng)未來助聽器功能需求，Ezairo8300/8310的ADC位數(shù)更高，在常規(guī)處理基礎(chǔ)上，擴(kuò)展到了6核解決方案，處理能力提升了一倍以上。其中內(nèi)置了一顆NNA神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，可解決AI離線計(jì)算的需求，在低功耗狀態(tài)下能夠進(jìn)行語音喚醒、調(diào)整音量、基本參數(shù)調(diào)整等本地處理，甚至可以根據(jù)用戶聽力曲線和使用情況，結(jié)合用戶使用助聽器的習(xí)慣，通過深度學(xué)習(xí)的算法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)適配功能。另外，傳統(tǒng)的環(huán)境場(chǎng)景分類功能靠特定算法來實(shí)現(xiàn)，如果有了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，環(huán)境分類算法就會(huì)更靈活，可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的環(huán)境場(chǎng)景識(shí)別和切換。AI功能的引入，可以提升對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的自動(dòng)切換，并增加了自動(dòng)偵測(cè)語音陣列，可以更好地讓使用者接收到有價(jià)值的語音而不受環(huán)境噪音的干擾。
未來，隨著端側(cè)設(shè)備變得更加強(qiáng)大和智能，邊緣智能也將在智能家居、自動(dòng)駕駛和醫(yī)療保健等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)。安森美憑借深厚的技術(shù)積累和市場(chǎng)洞察，從硬件到軟件，從產(chǎn)品到解決方案全面布局，無論是提升智能感知的精度與效率，還是優(yōu)化數(shù)據(jù)處理的即時(shí)性與能耗，都在不斷突破創(chuàng)新為用戶提供更高效、更可靠的智能解決方案，與客戶共同推動(dòng)邊緣智能技術(shù)的邊界，開啟一個(gè)更加智能互聯(lián)的世界。
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