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論MCU，在該領域起著“主導作用”的瑞薩電子有著絕對的話語權，而在應對市場的變化上，瑞薩電子的方案也有積極的產(chǎn)業(yè)推動意義。
策劃&撰寫：Lynn
2016年起，達沃斯論壇將主題鎖定在了“第四次工業(yè)革命”——一場由大數(shù)據(jù)、云計算、智能機器人和3D打印等技術掀起的創(chuàng)新浪潮，數(shù)字經(jīng)濟的關注度被推向了高點。作為國家經(jīng)濟競爭力的關鍵所在，工業(yè)經(jīng)濟數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化成為各國發(fā)展的重中之重，其中的首要任務就是推進現(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng)向智能制造方向轉變。
制造系統(tǒng)是一個覆蓋設計、物流、倉儲、生產(chǎn)、檢測等生產(chǎn)全過程的極其復雜的系統(tǒng)，企業(yè)要搭建一個完整的智能制造系統(tǒng)，最困難也是最核心的部分就是生產(chǎn)過程數(shù)字化，而這一過程的推進往往首先就需要芯片（如MCU）和系統(tǒng)的革新。
作為嵌入式芯片（MCU）領域的龍頭企業(yè)，瑞薩電子一直起到引領市場風潮的帶動作用。如今基于對工業(yè)市場的深耕，瑞薩電子也在結合工業(yè)市場的獨有屬性摸索智能化的邊界，并將AI技術融入其中。
為了探討先進工業(yè)芯片設計的邏輯，我們特別采訪了瑞薩電子。
作為信息產(chǎn)業(yè)和工業(yè)控制的基礎，MCU有著非常廣泛的應用領域。MCU可以構成各種工業(yè)控制、過程控制、自適應控制、實時控制和數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)，以達到測量與控制目的。
因為應用之廣泛，隨著新興工業(yè)的發(fā)展，MCU市場也在不斷增長。據(jù)IC Insights 2016年8月的研究報告表明，雖然伴隨著半導體產(chǎn)業(yè)周期性下滑，MCU市場增長出現(xiàn)下滑，但是未來反彈后市場將于2020年達到高峰，銷售額達到209億美元。
分析數(shù)據(jù)顯示，就MCU市場本身來看，因廣泛應用但不僅限于在工業(yè)傳感器、電機控制等領域，MCU一直是自動化生產(chǎn)、智能家居等各個物聯(lián)網(wǎng)領域的基礎硬件。如今在新技術的驅動下，MCU未來勢必向更高的性能、無線通信以及網(wǎng)絡安全能力發(fā)展，這也促使了MCU市場本身的變革。
瑞薩對此認為，“自動駕駛、新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能，隨著5G通信帶來的數(shù)據(jù)通信應用領域的發(fā)展，都有望成為引領MCU增長趨勢的熱點應用領域。我們認為，目前8位MCU市場與技術已經(jīng)非常成熟，32位MCU將成為未來的增長點。”
事實上，8位MCU產(chǎn)品長期處于“壟斷”地位是不爭的事實，甚至迄今為止，它都占據(jù)了40%的市場份額，而它不可撼動的市場地位也長期確保了既有MCU市場格局的穩(wěn)定。但是現(xiàn)如今因為產(chǎn)品市場的智能化發(fā)展，應用端對MCU的計算、存儲等性能都有了更高要求，這使得有著更好性能表現(xiàn)的32位MCU得以異軍突起。
不同于8位MCU時代，未來的MCU芯片從設計、開發(fā)到系統(tǒng)生態(tài)，都有著更高的要求，尤其是芯片本身的智能化升級。
“在工業(yè)4.0 / IIoT中，生產(chǎn)系統(tǒng)旨在實現(xiàn)先進的生產(chǎn)控制和維護。為此，在端點進行精細采樣/收集至關重要。但是，它會生成大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)收緊了網(wǎng)絡帶寬并抑制了現(xiàn)場設備的實時動作。為了解決這些問題，我們努力研發(fā)了嵌入式人工智能（e-AI）技術。”
所謂e-AI，瑞薩電子希望做到的就是利用AI技術，動態(tài)分配和使用硬件資源，以確保生產(chǎn)過程中的及時響應。于是按照設想，基于工作環(huán)境，通過諸多嘗試后瑞薩電子最終推出了e-AI解決方案，即將AI整合到嵌入式系統(tǒng)中。
據(jù)瑞薩電子介紹，e-AI （embedded- AI）解決方案是基于其MCU環(huán)境開發(fā)的AI平臺工具組，它由Translator、Checker和Importer三部分組成。
“Translator將模型（支持Caffe、TensorFlow）轉換為代碼，作為庫應用于MCU開發(fā)環(huán)境e2studio；Checker根據(jù)模型復雜程度推薦合適的MCU系列；然后通過Importer，平臺就可以運行特定的AI模型。”
在工業(yè)領域，因為需要考慮生產(chǎn)過程的穩(wěn)定、安全等因素，這一看似簡單的實現(xiàn)其實耗費了瑞薩電子不少心力。2017年7月，瑞薩電子首次公布e-AI方案，通過自家設計的e-AI翻譯器把客戶AI模型翻譯到C語言，然后在瑞薩電子RX系列MCU里進行AI的終端推理功能；而不同于現(xiàn)在AI的快速發(fā)展節(jié)奏，瑞薩電子一年后才推出第二代的e-AI方案，將獨有的DRP技術嵌入芯片，實現(xiàn)基于DRP的e-AI解決方案。
可以看出，在技術的迭代探索過程中，瑞薩電子十分小心，其背后是對工業(yè)生產(chǎn)安全可靠的深入考量。
而正是因為嚴謹，瑞薩電子也收獲了市場的認可。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球10多個國家的約150家公司正在基于這項技術開展包括工具等在內的試驗，到目前為止e-AI的實際使用案例已超過30個。
工業(yè)4.0是推動萬物智能化、數(shù)字經(jīng)濟的關鍵點所在，對于瑞薩電子這樣的廠商來說，這也是莫大的機遇。
“采用e-AI將給便利性、安全性和生產(chǎn)效率方面帶來巨大的進步。我們通過使用e-AI成功地提高了自己工廠的產(chǎn)能，從而驗證了AI給終端設備帶來的優(yōu)化。我們將繼續(xù)擴大e-AI應用的范圍，將其從色彩、形狀和波形等簡單屬性擴展到復雜圖像的實時處理；我們將提供更廣范圍應用、人人都可以使用的e-AI解決方案，在推動終端設備智能化方面發(fā)揮領導作用。”
夯實工業(yè)生產(chǎn)的智能化技術，工廠就能夠應對智能化產(chǎn)品的多樣性需求等變化，而基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，瑞薩電子也將目光看向了更遠處。
“未來智能化MCU的發(fā)展空間將會很大，以智能家居為例，隨著AI、IoT技術的快速發(fā)展，智能家居正在實現(xiàn)從‘單品智能化’到‘萬物互聯(lián)互通化’，而由于家電設備在支持AI功能（如語音識別，圖像識別等）往往需要快速的響應時間并在本地存儲用戶的一些敏感數(shù)據(jù)，因此家居設備就必須嵌入AI功能，這就為未來智能化的MCU發(fā)展鋪了路，也是我們進入的機會。”
可以說，通過改進工業(yè)生產(chǎn)機器來加速工廠的智能化轉型是瑞薩電子有信心做成的事情，而沿著生產(chǎn)環(huán)節(jié)去探索應用場景中的智能化生態(tài)系統(tǒng)搭建是瑞薩電子想要抵達的遠方。但不可否認，對于整個行業(yè)，這都是前所未有的挑戰(zhàn)。
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