半年孕育：首顆“智能果實(shí)”甜蜜來襲

2024年，國芯科技與戰(zhàn)略合作伙伴深圳美電科技有限公司（以下簡稱“美電科技”）展開了深度合作。雙方以國芯科技首顆端側(cè)AI芯片CCR4001S為核心，攜手推出AI傳感器模組，迅速且緊密地圍繞該模組開展全方位、多維度的應(yīng)用開發(fā)工作。如今，這款模組已成功實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

 技術(shù)革新：RISC-V 內(nèi)核與 AI 加速結(jié)合

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，AI芯片已成為半導(dǎo)體行業(yè)的焦點(diǎn)之一。國芯科技緊跟趨勢(shì)，于2024年7月底首次推出基于RISC-V架構(gòu)的端側(cè)AI MCU芯片，瞄準(zhǔn)快速發(fā)展的智能端側(cè)市場，旨在為各類終端智能應(yīng)用提供高效、可靠的計(jì)算平臺(tái)。

國芯科技AI MCU芯片CCR4001S采用公司自主開發(fā)的RISC-V內(nèi)核CRV4H，主頻230MHz。RISC-V作為開源指令集架構(gòu)，因其極高的靈活性、出色的可擴(kuò)展性以及顯著的成本優(yōu)勢(shì)，正迅速成為芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的新選擇。RISC-V內(nèi)核的簡潔性不僅可以明顯提升芯片的性能，并具有低功耗的特點(diǎn)，非常適合于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備及其他邊緣計(jì)算場景。多年前，正是基于對(duì)CPU技術(shù)趨勢(shì)的深刻洞察，公司面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)出了RISC-V指令架構(gòu)極低功耗的CRV0 CPU和CRV4 CPU內(nèi)核，并在此基礎(chǔ)上推出了更高性能的CRV4H CPU，性能超越M4，且?guī)в腥珖a(chǎn)化的生態(tài)和開發(fā)環(huán)境。

對(duì)準(zhǔn)蓬勃發(fā)展、前景廣闊的AIoT市場，國芯科技開始發(fā)力RISC-V架構(gòu)的AI芯片。CCR4001S集成了一個(gè)0.3 TOPS@INT8算力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU），專門用于加速AI任務(wù)。這一高性能NPU集成了卷積、池化、激活函數(shù)等多種硬件加速算子，能夠高效運(yùn)行MobileNet、ResNet、VGG、EfficientNet、Yolo等深度學(xué)習(xí)算法，使設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)完成物體識(shí)別、目標(biāo)檢測(cè)、圖像分類等復(fù)雜任務(wù)。NPU的設(shè)計(jì)還考慮到了低功耗和高性能之間的平衡，確保了在各種應(yīng)用場景中都能實(shí)現(xiàn)卓越的表現(xiàn)。該NPU支持所有流行的深度學(xué)習(xí)框架（TensorFlow、TensorFlow Lite、PyTorch、Caffe、DarkNet、ONNX等），并通過量化、裁剪和模型壓縮等優(yōu)化技術(shù)原生加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，為更廣泛的應(yīng)用提供AI計(jì)算能力。CCR4001S憑借RISC-V內(nèi)核的高效靈活性與NPU的專用AI加速能力，為AIot領(lǐng)域提供了兼具低功耗、實(shí)時(shí)響應(yīng)和邊緣智能的解決方案。

智能空調(diào)：AI推動(dòng)空調(diào)從被動(dòng)響應(yīng)到主動(dòng)感知的跨越式升級(jí)

端側(cè)AI應(yīng)用部署具備低延遲推理與數(shù)據(jù)本地化安全優(yōu)勢(shì)，基于CCR4001S上運(yùn)行AI模型可實(shí)現(xiàn)智能空調(diào)快速響應(yīng)的同時(shí)也為智能空調(diào)應(yīng)用提供了安全可靠的技術(shù)保障。智能空調(diào)通過集成CCR4001S芯片+傳感器，結(jié)合YOLO目標(biāo)檢測(cè)模型、舒適度建模和多模態(tài)數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)從被動(dòng)響應(yīng)到主動(dòng)感知的跨越式升級(jí)。如：1.基于CCR4001S芯片部署端側(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，融合熱電堆等傳感器，可以實(shí)現(xiàn)人體空間位置探測(cè)與空調(diào)動(dòng)態(tài)風(fēng)向控制，解決了傳統(tǒng)空調(diào)無法獲取空間內(nèi)人數(shù)、位置與溫度分布的問題。2. CCR4001S芯片結(jié)合熱電堆傳感器、濕度等傳感器進(jìn)行多模態(tài)人體舒適度建模，在端側(cè)實(shí)現(xiàn)人體舒適度判定，驅(qū)動(dòng)空調(diào)溫度、風(fēng)向與風(fēng)速自適應(yīng)調(diào)節(jié)。3.能耗是空調(diào)應(yīng)用中的核心指標(biāo)，CCR4001S芯片基于空調(diào)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)（人員密度、環(huán)境溫度）優(yōu)化提升空調(diào)系統(tǒng)能效。

智能育兒：嬰兒看護(hù)的AI“芯動(dòng)力”

由于攝像頭、傳感器與聲音模塊各自獨(dú)立運(yùn)行，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)終端的感知能力為孤立的傳感器架構(gòu)與割裂的數(shù)據(jù)流處理機(jī)制所限，使得設(shè)備對(duì)環(huán)境態(tài)勢(shì)的認(rèn)知呈現(xiàn)碎片化特征，無法形成完整、準(zhǔn)確的環(huán)境感知，從而影響了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在智能決策和自動(dòng)化控制方面的性能和效果。國芯科技與美電科技合作構(gòu)建的“感知-分析-決策”一體化架構(gòu)，通過異構(gòu)計(jì)算芯片實(shí)現(xiàn)視覺信息、生物信號(hào)與環(huán)境參數(shù)的多維度同步處理，正在重塑終端智能的底層邏輯。具體至嬰兒看護(hù)這一場景，上述“感知-分析-決策”一體化架構(gòu)通過融合動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)、體溫波動(dòng)曲線及時(shí)序環(huán)境參數(shù)，形成對(duì)嬰兒狀態(tài)的立體化綜合判斷。在雙方合作形成的智能看護(hù)解決方案中，新架構(gòu)創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了端側(cè)智能設(shè)備對(duì)復(fù)合型事件的精準(zhǔn)判斷，通過優(yōu)化計(jì)算架構(gòu)完成發(fā)燒預(yù)警、踢被子檢測(cè)、呼吸抑制識(shí)別及嘔吐判斷等復(fù)雜場景的實(shí)時(shí)監(jiān)控，較傳統(tǒng)云端架構(gòu)降低約65%的系統(tǒng)部署成本并縮短40%的開發(fā)周期。這一突破不僅為消費(fèi)電子領(lǐng)域的AI應(yīng)用落地提供了可驗(yàn)證的技術(shù)路徑，更為后續(xù)多場景應(yīng)用擴(kuò)展奠定了可復(fù)用的架構(gòu)基礎(chǔ)。

柳暖鶯多語，花明草盡長。乘著自主可控的RISC-V CPU和AI NPU的春風(fēng)，國芯科技正與美電科技以及其他生態(tài)鏈合作伙伴，攜手共進(jìn)，不斷挖掘并把握端側(cè)AI MCU芯片在工業(yè)和消費(fèi)電子領(lǐng)域的迭代機(jī)遇，致力于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)品突破，以辛勤的耕耘，期待在秋天結(jié)出更優(yōu)質(zhì)、更智能的累累碩果。

國芯科技

蘇州國芯科技股份有限公司（688262.SH）成立于2001年，是一家聚焦于國產(chǎn)自主可控嵌入式CPU技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的芯片設(shè)計(jì)公司。公司在RISC-V架構(gòu)方面擁有深厚的技術(shù)積累，并致力于推動(dòng)AI技術(shù)與RISC-V架構(gòu)的深度融合。為更多領(lǐng)域人工智能產(chǎn)品落地提供優(yōu)質(zhì)方案與服務(wù)。

美電科技

深圳美電科技有限公司作為國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，專注于遠(yuǎn)紅外熱成像技術(shù)的場景化應(yīng)用創(chuàng)新。公司在低分辨率紅外陣列傳感器應(yīng)用領(lǐng)域構(gòu)建了從傳感器應(yīng)用、光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化到場景化應(yīng)用開發(fā)的全棧式技術(shù)閉環(huán)，形成獨(dú)特的垂直整合能力。在AIoT技術(shù)演進(jìn)背景下，美電正著力打造感知-決策一體化算法架構(gòu)，通過溫度場建模與行為模式識(shí)別的深度耦合，構(gòu)建面向消費(fèi)領(lǐng)域的終端數(shù)據(jù)價(jià)值轉(zhuǎn)化鏈路。