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【AI x MCU晶片】TinyML 與 Arm Cortex-M 的開發實戰

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關於此課程

課程主旨

在晶片驅動創新的時代,掌握「微型人工智慧 (TinyML)」已成為半導體從業人員跨入智慧物聯網 (AIoT) 的必修課。本課程由許哲豪博士親自授課,從 Arm Cortex-M 核心架構演進出發,深度剖析如何利用 DSP、Helium 及 Ethos-U NPU 等硬體加速技術,在資源極限的單晶片上運行高效能 AI 模型。

課程涵蓋從 CMSIS 標準介面解析到 Edge Impulse 開發流程實作,協助學員建立堅實的底層開發邏輯與模型部署能力。無論您是想優化韌體效能還是開發新一代智慧感測器,本課程都將為您的半導體職能提供最強大的加值。

學習目標

  1. 理解硬體核心: 掌握 Arm 單晶片架構演進及各系列 (M4/M7/M55) 的 AI 運算特性。
  2. 精通加速技術: 學習 DSP 與 Helium 指令集,理解硬體如何加速神經網路運算。
  3. 標準化開發: 熟練運用 CMSIS-NN 與 CMSIS-DSP,縮短韌體開發週期並提升系統效能。
  4. 實踐 AI 落地: 透過 Edge Impulse 工具完成資料採集、訓練到模型選用的完整流程。

適合對象

  • 韌體與嵌入式系統工程師: 欲從傳統週邊控制轉型 AI 開發,掌握 Arm 指令集加速與微型模型部署者。
  • IC 設計與驗證工程師: 需理解硬體加速(DSP/NPU)與軟體介面(CMSIS)之整合,以優化晶片架構設計者。
  • 半導體應用與技術支援工程師 (AE/FAE): 需協助客戶評估 Cortex-M 系列 AI 效能,並導入 TinyML 開發流程者。
  • 智慧製造與自動化系統工程師: 欲開發廠區智慧感測器,實現低功耗邊緣端即時監測與預測性維護者。

課程規劃

第一日:單晶片架構與 AI 運算基礎

時間 單元主題 核心內容重點
09:30 – 11:00 1. 微型 AI (TinyML) 概論 AIoT 應用場景、TinyML 市場趨勢、常用開發板與工具鏈介紹。
11:00 – 12:30 2. 單晶片基礎與 Arm 演進 Cortex-M 硬體架構、週邊控制 (GPIO/DMA) 與即時作業系統 (RTOS) 概念。
13:30 – 15:00 3. 微型人工智慧算法基礎 數字系統 (Q格式)、ML 機器學習演算法、CNN 與 RNN 模型架構解析。
15:00 – 16:30 4. 硬體加速運算技術 DSP (SIMD)、Helium (MVE) 指令集深度解析與 Ethos-U MicroNPU 應用。

第二日:CMSIS 標準與 TinyML 開發實務

時間 單元主題 核心內容重點
09:30 – 11:00 5. CMSIS 軟體標準介面 (上) CMSIS 基本介紹、核心架構 (Core) 與驅動層 (Driver) 規範。
11:00 – 12:30 6. CMSIS 軟體標準介面 (下) CMSIS-DSP 加速運算庫與 CMSIS-NN 深度學習函式庫應用。
13:30 – 15:00 7. TinyML 開發流程實戰 Edge Impulse 工具應用、資料集採集與特徵提取實務。
15:00 – 16:30 8. 模型訓練、選用與評估 機器學習模型選用技巧、參數調校、模型評估指標與優化總結。
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你將會學習到什麼?

  • 理解硬體核心: 掌握 Arm 單晶片架構演進及各系列 (M4/M7/M55) 的 AI 運算特性。
  • 精通加速技術: 學習 DSP 與 Helium 指令集,理解硬體如何加速神經網路運算。
  • 標準化開發: 熟練運用 CMSIS-NN 與 CMSIS-DSP,縮短韌體開發週期並提升系統效能。
  • 實踐 AI 落地: 透過 Edge Impulse 工具完成資料採集、訓練到模型選用的完整流程。

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