從MPU到MCU　Renesas推動Edge AI輕量化革命

Posted By 陸向陽 on 11 月 25, 2025 in Edge AI開發地圖, Renesas, SLM, 技術新訊, 活動報導, 特寫, 開發套件 | 0 comments

作者：陸向陽

「過去要用MPU微處理器才能跑得動AI，如今已可以用MCU微控制器。」瑞薩電子（Renesas）資深經理李鴻林在11月19日舉辦的《MakerPRO》 MAI開發者年會的專題演說中表示，Renesas不斷精進技術、功能與效能，Renesas的MCU已能跑各種AI應用。

瑞薩電子資深經理李鴻林

在今日多元的AI應用中，Renesas將MCU的AI應用聚焦於三大支柱上，包含即時分析（Real-Time Analytics, RTA）、語音（Voice）以及影像（Vision）等，對應到Renesas現有的MCU系列（或稱家族）晶片中，則以RL78系列適合RTA，RX系列適合Voice，RA系列則適合Vision，至於RZ系列則屬MPU。

圖1 Renesas主張的AI三支助：影像、語音、即時處理（圖片來源：Renesas）

圖1：Renesas主張的AI三支柱：影像、語音、即時處理（圖片來源：Renesas）

圖2 三大AI應用支助與Renesas MPU/MCU系列的對應（圖片來源：Renesas）

圖2：三大AI應用支柱與Renesas MPU/MCU系列的對應（圖片來源：Renesas）

為了讓Edge AI（包含AIoT、Edge AIoT等）開發者能快速完善開發Renesas提供諸多素材與工具，包含資料收集工具、範例應用程式、參考設計、轉換工具等，以下就以三大支柱展開更細部的開發支援說明。

Vision應用開發

首先說明最吃重的Vision（或稱電腦視覺Computer Vision, CV）應用，這一塊既可以用RA系列MCU也能用RZ系列MPU，其中RA8P1是業界第一個具備AI硬體加速能力的MCU晶片，晶片內有Cortex-M85、M33 MCU核心，而AI硬體加速部份則為Ethos-U55 NPU。

RA8P1內的Cortex-M85已達驚人的1GHz運作時脈，即便不使用AI硬體加速功能也具有極家的效能，而內建的Ethos-U55 NPU更是如虎添翼，可以讓各種AI推論工作提升9倍至35倍不等的效能。

圖3：Renesas RA8P1內建Ethos-U55 NPU讓各種AI模型獲得顯著加速（圖片來源：Renesas）

進一步的，RA8P1為雙核MCU，其中M85負責人機互動、影音處理等工作，而M33負責即時感測與即時控制，既滿足吃重應用工作也滿足即時控制回應，兩相兼顧，不用取捨妥協。

圖4：RA8P1內的Cortex-M85負責人機互動與影音處理，而Cortex-M33負責馬達控制、感測、通訊等工作（圖片來源：Renesas）

此外Renesas也與軟體夥伴如Nota AI、IRIAD Labs等貢獻範例程式，Renesas也廣泛支援業界開發軟體工具，自身也投入開發與提供工具，業界工具如Keil、IAR等，Renesas自身也提供FSP（Flexible Software Package）彈性軟體包、QE（Quick and Effective）工具等。

另外開發者若期望以RA8P1晶片進行試製實測，Renesas也針對RA8P1推出EK-RA8P1評估套件（EK即Evaluation Kit），即硬體開發板，開發板上已具基礎週邊與I/O，開發者可以更快開發與實證。

更重要的是，Renesas針對開發者提出RUHMI框架，運用該框架可以將現成已開發完成的AI模型轉移至Renesas MCU/MPU上執行，此可稱為自帶模型（Bring Your Own Model, BYOM）。

Voice應用開發

針對Voice應用（或稱VUI，即Voice User Interface語音使用者介面）開發Renesas建議使用RX或RA系列MCU，其中初階MCU適合語音命令識別（Voice Command Recognition, VCR），中階MCU適合VCR外加講者識別（Speaker Identification, SID），或是VCR外加自然語言處理（Natural Language Understanding, NLP）。至於MPU則適合NLP＋SID，若將MPU單純用於VCR則顯大材小用。

圖5：Renesas將Voice AI應用分成數個層次，從低至高為VCR、VCR＋SID及NLU＋SID（圖片來源：Renesas）

更具體而言初階MCU為RA2系列，中低階則為RA4，中高階則為RA6，高階則為RA8，在VCR、NLP方面Renesas與Cyberon合作提供開發者方案，SID方面Renesas則與AIZIP合作。

另外Renesas自身也提供語音防詐（Voice Anti-Spoofing, VAS）、音訊預處理前端（Audio Preprocessing Font, APF）、緊急尖叫偵測（Emergency Scream Detection, ESD）等，Renesas將此視為選擇性的附加特點（Add-On Feature）。

RTA應用開發

所謂RTA為各種感測數據的即時分析，如工廠產線設備的振動數據、溫度數據等，這方面Renesas特別於2023年收購Reality AI軟體公司，以此提供廣大開發者完整完善的開發工具。

舉例而言，Reality AI Tools可以產生、建立基於先進信號處理的TinyML/Edge AI模型；Reality AI Utilities可以即時監控AI模型、儲存資料；RealityCheck MOTOR可以實現條件性監督與維護預測；RealityCheck AD則為異常偵測，或針對空調系統有對應的RealityCheck HVAC等。