采用Arm Helium技术为超小型物联网设备带来优化的AI功能

arm cortex-m52 是实现 aiot mcu 高效实施的全新里程碑
通过创造大量全新的应用改变世界,这将是人工智能 (ai) 为物联网 (iot) 带来的众多机遇之一。然而若要产业掌握这次的机遇,则需要以更高效的方式为面积、成本和功耗都日益受限的设备提供 ai 功能。
我们了解到开发者也面临着诸多挑战,其中包括硬件功能的扩展与软件开发的简化等需求。在听取各方意见后,arm 正式推出了支持 arm helium 技术的全新处理器。helium 是 arm cortex-m 微控制器 (mcu) 的矢量扩展,可为低功耗嵌入式设备的数字信号处理 (dsp) 和机器学习 (ml) 应用带来显著的性能提升。
helium 技术已引入至 cortex-m55 和 cortex-m85,从而推动了智能摄像头和其他应用的创新,并收获了积极的市场反响。
在见证了 helium 于此类应用中展现的优势后,合作伙伴们期待将 helium 技术应用到面积更小、功耗更低的小型设备中,以提供更高的 ml 优化性能和效率。
上月,arm 正式推出了全新 cortex-m52 处理器,为工业控制和预测性维护等应用带来了 dsp 和 ml 性能的大幅提升以及一系列其他功能和优势。
全新 cortex-m52 带来了更高的能效表现,是替代此前基于 cortex-m3 和 cortex-m33 的主流 mcu 的绝佳之选。cortex-m52 的 ml 性能提升了多达 5.6 倍,dsp 性能则提升了多达 2.7 倍。为了满足各种系统的需求,cortex-m52 还提供更出色的标量性能和先进的内存接口。
考虑到安全性仍然是重中之重,cortex-m52 实现了 armv8.1-m 架构的最新安全扩展,其中包括指针验证和分支目标识别 (pacbti) 和 arm trustzone 技术,以便更好地抵御软件威胁。此外,cortex-m52 还有助于加速推出 psa certified level 2 认证芯片,进而实现下一代 psa certified 认证的设备。
借助 helium 技术,cortex-m52 在 dsp 和 ml 处理方面相较于cortex-m33 实现了明显的提升。此外,cortex-m52 不仅在性能上超越了 cortex-m33,还提供了更高的标量性能和更出色的能效表现,有助于将由 ai 驱动的创新引入更多新应用中。
开发者的参与
为了推动 ai 驱动的物联网设备出货量的增长,开发者的参与至关重要。通过 cortex-m52,arm 提供了当今现代化开发流程所需的特性和功能,让开发者可以在单一的工具链和经验证的单一架构上实现 ai。
下图显示了事件识别算法的几个关键阶段。展现了如何利用 ai 解决问题,进行预测性维护或为其带来提升。首先是使用 dsp 工具进行信号调节和特征提取等流程,然后是运用神经网络和 ml 技术对事件进行分类。
示例:采用 helium 技术的 cortex-m 处理器
正在运行预测性维护工作负载
helium 技术结合了嵌入式 ai 应用所需的 dsp 和 ml 处理能力,使这一目标得以实现。开发者可以使用单一语言针对通用 api 进行编码,并在应用程序的 dsp 和 ml 元素中实现所需的性能。
开发者无需了解处理器的具体硬件细节。为了实现更高的性能表现,并在所有采用 helium 技术的 arm mcu 上实现代码的可移植性,arm 与生态系统合作伙伴一道,为开发者提供了丰富的工具和技术库。
广泛的 mcu 生态系统
我们将继续与合作伙伴共同投入并开发出更多合适的软件和工具,进而助力物联网应用的开发和维护工作,使其在降低风险和成本的同时还能够更加快速便捷。
cortex-m52 与 cortex-m55 和 cortex-m85 在软件上完全兼容,开发者能够受益于围绕 helium 不断发展的软件和工具生态系统,并善用来自我们合作伙伴生态系统的免费软件库和丰富知识库。
为了帮助简化和加快物联网及嵌入式开发流程,cortex-m52 还能够以 arm 虚拟硬件[1]的形式被获取。arm 虚拟硬件是一种基于云的解决方案,使开发者在芯片就绪前就能启动软件开发。
此外,cortex-m mcu 上所采用的 helium 功能还将为我们的软件生态伙伴带来助益。在他们开发工具时,可通过优化单一架构来满足更广泛的开发者市场。他们只需完成一次优化开发,即可将软件和工具应用于市场上的各类硬件产品。
降低 mcu 的 ai 能效门槛
cortex-m52 提供了前所未有的能耗水平,为 mcu 开发者在 cortex-m 上开发和部署要求更高的用例带来了全新的可能性。简单的程序员模型、处理确定性和低功耗方案都可使开发者从中受益,而这些恰好正是 cortex-m 处理器所具备的标志性特征。


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