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ADI低功耗AI MCU – MAX78000,適用電池供電環境

   

Analog Devices(ADI)推出的MAX78000,是一款針對Edge AI應用設計的超低功耗微控制器(Microcontroller Unit, MCU),專為在資源有限的邊緣設備上執行神經網路推論而打造。其核心目標是讓終端裝置如可穿戴設備、智慧感測器、語音辨識模組等,不需依賴雲端,就能即時處理AI任務,大幅降低延遲與功耗,並提升隱私與反應速度。

產品規格

MAX78000是一款單晶片系統,其核心配置包含Arm Cortex-M4F處理器搭配FPU,以及由ADI自研的神經網路加速器(CNN Accelerator),支援卷積神經網路的即時推論,可在每秒僅消耗1毫瓦(mW)以下功耗的情況下執行高達300KB/s的影像辨識任務。該晶片亦內建高效能DMA控制器與多種I/O介面,利於整合感測器與其他模組。

MAX78000功能圖(Source

CNN 加速器具有 442KB 的權重儲存記憶體,可以支援 1、2、4和8位元權重(網路支援高達 350 萬個權重)。CNN權重記憶體是基於SRAM的,因此可以即時進行AI網路更新。此外,CNN引擎還具有512KB的數據記憶體。CNN架構非常靈活,允許在PyTorch®和TensorFlow®等傳統工具集中訓練網路,然後使用ADI公司提供的工具在MAX78000上轉換執行。

除了CNN中的記憶體外,MAX78000還為微控制器核心提供大單晶片系統記憶體,具有512KB快閃記憶體和高達128KB SRAM。支援多個高速和低功耗通訊介面,包括I²S和並聯相機介面 (PCIF)。

開發環境

MAX78000支援完整開發環境,包括Maxim SDK、CMSIS-DSP、PyTorch或TensorFlow-Keras工具鏈,並有AI工具套件支援CNN模型的轉換與壓縮。ADI提供多個範例專案與模型部署工具,可直接支援人臉偵測、關鍵字辨識與手勢識別等應用。此外,其開發板(如MAX78000FTHR)提供USB與JTAG介面,易於原型開發與實驗。下圖顯示以PyTorch或TensorFlow-Keras工具鏈來開發MAX78000應用模型的流程。

MAX78000開發流程圖(Source

市場競品比較:WiseEye2、Ensemble E7

ADI MAX78000適合無需高解析度輸入的AI應用,包括音訊處理(多關鍵字識別、聲音分類、降噪)、語音喚醒、臉部識別、物件檢測和分類,以及時間序列數據處理,如心率/健康信號分析、多感測器分析、預測性維護等等。其亮點在於其CNN加速器可大幅降低能源消耗,適用電池供電環境。

MAX78000上實現FaceID應用(Source

相較之下,Himax WiseEye2則內建CMOS影像感測器,可進行Always-on視覺觸發,聚焦於低功耗智慧視覺解決方案,尤其適合智慧門鈴、門禁、家電等應用。

ALIF Ensemble E7提供更高的AI運算與記憶體資源,並具備多核與安全元件支援,適合需要執行複雜模型或進行邊緣資料分析、加密處理的場景。

市場競品比較表(製表參考:ChatGPT)

》延伸閱讀:

ADI MAX78000官方產品頁面

ADI MAX78000 GitHub範例程式與工具鏈

MAX78000FTHR開發板快速入門教學

Edge Impulse平台支援MAX78000 AI模型訓練

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