為開發者提供豐富軟硬體支援　Himax助力Edge AI創新

Posted By MakerPRO編輯部 on 1 月 8, 2024 in Edge AI, Edge AI解決方案, Himax, 專訪, 智慧家庭, 智慧農業 | 0 comments

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充滿無限可能的Edge AI應用熱度持續升高，已成為眾家微控制器/微處理器(MCU/MPU)甚至低功耗FPGA元件供應商眼中的兵家必爭之地，紛紛推出相關解決方案搶佔商機；在群雄並起的市場上，台灣本地IC設計業者奇景光電(Himax)可說是其中特別受矚目的一匹「黑馬」。

奇景以專長的顯示器驅動IC、影像顯示處理、光學元件與CMOS影像感測器技術聞名，早於2019年即推出第一代WiseEye AI處理技術，整合奇景全時 (AoS, Always-On) CMOS影像感測器、WiseEye AI處理器與CNN 的 AI 演算法，是全球市場上最早推出鎖定低功耗終端AI裝置(Endpoint AI)應用AI處理器的晶片廠商之一，並透過參與tinyML基金會、提供開源工具等模式積極拉攏生態系夥伴與開發者社群，在新興Edge AI領域頗具聲量。

目前奇景的Edge AI解決方案包括2019年推出的第一代WiseEye系列WiseEye 1 (包含HX6537-A處理器與AoS影像感測器)，以及2023年誕生的第二代WiseEye 2 (包含超低功耗CMOS影像感測器和AI微控制器HX6538)。

Himax WE-I Plus HX6537-A處理器架構。(圖片來源：奇景光電)

Himax HX6537-A處理器架構。(圖片來源：奇景光電)

HX6537-A採用400MHz ARC® EM9D DSP核心，支援Google TensorFlow Lite for Microcontrollers平台；HX6538採用Arm Cortex-M55處理器核心搭配Ethos U55 NPU，在維持第一代產品功耗表現的情況下，推論速度提升32倍、能源效率則提高50倍。

採用Arm Cortex-M55核心的Himax WiseEye 2微控制器HX6538晶片架構。(圖片來源：奇景光電)

為支援自家影像感測器而生

不同於大多數供應商的獨立MCU/MPU產品線，奇景的Edge AI晶片是「智能感測」解決方案的一部份。對此奇景光電資深經理許欽貴接受《MakerPRO》專訪時表示，該公司一直專注在低功耗影像感測器開發，產品性能也領先市場，但在協助客戶導入智慧終端應用時，卻找不到適當的MCU/MPU來搭配，導致整體系統表現不盡理想。

許欽貴解釋，算力較高的晶片往往會讓整體系統功耗升高，而當時市場上大多數低功耗MCU在AI影像功能的支援上也不太夠力，無法讓奇景的感測器性能優勢充分發揮；於是公司團隊決定自己來開發控制器IC以及專屬演算法，因此催生了WiseEye系列解決方案。

第一代WiseEye的HX6537-A處理器具備多層級的電源管理架構，除了結合硬體加速器支援即時動態檢測、目標特性檢測和壓縮影像處理等任務，讓處理器能維持低功耗模式，直到加速器識別出目標物移動行為後再啟動，讓整體系統耗電大幅下降；並支援TensorFlow Lite for Microcontrollers機器學習框架，讓開發者能運用Google生態系的資源快速實現創新應用。

具備豐富軟硬體資源的開發工具

奇景也為WiseEye 1 推出了豐富的軟硬體開發套件，包括在開發者社群受到熱烈歡迎的WE-1 Plus EVB終端AI開發板。對此許欽貴透露，其實該公司原本沒有開發者社群的經驗，是三、四年前因為推出WiseEye 1 與Google的密切合作，才開始將程式資源分享到GitHub並提供公開販售的開發板。

AI應用正在起步，有容易取得的資源吸引開發者願意投入嘗試，就能激勵創新與商機，而奇景在WE-I Plus開發板推出之後也確實獲得了不少來自社群的回饋與業務機會，讓公司團隊看到價值所在，因此投入更多心力在提供相關支援上。

除了透過SparkFun、Seeed Studio (矽遞科技)等通路供應開發套件、擴充板，並持續充實自家GitHub資源庫，也與端對端機器學習開發平台業者Edge Impulse合作，為開發者提供能更輕鬆部署AI應用的工具資源。而許欽貴也指出，採用Arm Cortex-M55架構的WiseEye 2 (WE2)問世之後，開發者將透過廣大的Arm生態系，取得更多元化的資源與開發工具選擇。

2024年國際消費性電子展(CES)即將於美國時間1月9日登場，奇景除了宣佈WE2以及與合作夥伴一起實現的眾多創新成果將於展會中正式亮相，也與Seeed Studio攜手推出鎖定電池驅動終端裝置應用的最新開發板Grove Vision AI Module V2，讓開發者社群能親自體驗最新一代WiseEye解決方案的性能。

Seeed Studio先前已推出採用WiseEye 1 方案的第一代Grove Vision AI Module，針對最新的WE2開發板，Seeed Studio除了提供數十種預先訓練的AI模型，還提供EdgeLab AI工具鏈支援，讓開發者可以根據自己的需求進行AI模型訓練；並可搭配Seeed Studio的XIAO微控制器開發板系列，無需編寫AI程式碼就能輕鬆實現Edge AI應用。

搭載Himax WiseEye 1 的 Grove Vision AI。(圖片來源)

結合AI視覺的多元化應用

在應用方面，奇景的WiseEye 1 結合低功耗感測器與處理器，為戴爾(Dell)的高階筆電實現了包括視線離開偵測、旁觀者偵測、遠離時鎖定、靠近即喚醒、智慧人物偵測、個人化效能調適等等各式AI視覺感測功能，除了提升資訊安全性、保護個人隱私，也強化了筆電顯示器的功耗管理，延長電池續航力；此外在智慧農業、工業、安全監控，以及智慧辦公室、智慧家庭等應用也有所著墨。

性能更上一層樓的WE2還可進一步實現更高階的AI視覺感測應用，如奇景近日宣佈將在CES 2024與中國大陸智慧門鎖業者德施曼(DESMAN)共同發表先進的高階智慧門鎖，改善了目前市面上產品約需2至6秒的系統喚醒時間、容易出現漏拍，以及因電池電量限制，僅能支援例如感測到門外有人逗留時才進行抓拍的問題，此款高階智慧門鎖能以7毫秒啟動時間、1mA抓拍功耗實現24小時不間斷的監測功能。

許欽貴表示，以低功耗技術結合電池供電終端裝置實現的AI應用，能與大眾日常生活有更緊密的結合；另外，對於大家關心的使用者隱私問題，奇景的WiseEye全系列方案，都可在終端裝置上完成影像辨識AI運算，只需輸出判斷結果，不用傳出原始影像資料，既可節省資料傳輸的功耗，又可充分保護使用者隱私安全。第一代與第二代WiseEye AI技術各有所長，將繼續在市場上支援不同的智慧感測需求，也期待能協助開發者社群實現更多創新。

(責編：Judith Cheng)