会社ブログについて ST STM32V873RJ 800MHz ARM コルテックス-M85 エッジAI機能を持つMCU

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. は、エッジAI機能を搭載した800MHz ARM Cortex-M85マイクロコントローラー「」の供給とリサイクルを行っています。

その優れたハードウェア構成と強力なエッジAI処理能力により、マイクロコントローラーは高性能組み込み分野のベンチマーク製品となっています。800MHz ARM Cortex-M85コアを搭載し、先進的な製造プロセスと独自のアクセラレーション技術を組み合わせることで、AI推論や複雑な計算シナリオで従来マイクロコントローラーが直面していたパフォーマンスのボトルネックを克服し、エッジインテリジェンスアプリケーションにコスト効率の高いソリューションを提供します。

I. コアハードウェア構成：高性能コアと先進プロセス技術の完璧な融合

STM32V873RJ1. フラッグシップレベルのコアパフォーマンス：ARM Cortex-M85搭載、計算能力の飛躍的向上

STMicroelectronicsのSTM32V8シリーズのフラッグシップ製品である

STM32V873RJさらに、Cortex-M85コアは半精度、単精度、倍精度の浮動小数点演算ユニット（FPU）をサポートしており、さまざまな精度要件を持つAIモデル推論に柔軟に対応できます。軽量なニューラルネットワークモデルや複雑なコンピュータビジョンアルゴリズムの処理であっても、計算精度と処理速度のバランスを取りながら効率的な計算を提供します。さらに、このコアはARM TrustZoneセキュリティ技術とPACBTI（Pointer Authentication and Branch Target Identification）拡張機能を統合しており、制御フロー攻撃に対して効果的に防御し、エッジベースのスマートデバイスの安全な運用をハードウェアレベルで保護します。

2. 先進的な製造プロセスとメモリ構成：パフォーマンスとエネルギー効率のバランス

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2. Heliumベクトル技術：軽量AIコンピューティング能力の強化3. 豊富なペリフェラルインターフェイス：多様なエッジシナリオに対応

エッジインテリジェンスデバイスの多様な接続性とデータ取得要件を満たすため、

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は幅広いペリフェラルインターフェイスを備えており、さまざまなセンサー、カメラ、通信モジュールとのシームレスな統合を可能にします。特に、MIPI CSI-2インターフェイスと画像信号プロセッサー（ISP）を統合し、16ビットパラレルカメラインターフェイスをサポートしており、イメージセンサーに直接接続できます。これにより、画像データのリアルタイム取得と前処理が可能になり、コンピュータビジョンベースのエッジAIアプリケーション（オブジェクト認識や目視検査など）にハードウェアサポートを提供します。同時に、このチップはH.264エンコーダーを内蔵しており、キャプチャされた画像およびビデオデータを圧縮することで、データ転送帯域幅の要件とストレージ使用量を削減します。II. コアエッジAI機能：エッジインテリジェンスに特化したコンピューティングソリューション

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の際立った特徴は、その強力なエッジAI処理能力にあります。ハードウェアアクセラレーションとソフトウェアエコシステムの相乗的な最適化により、エッジで効率的かつ低消費電力でAI推論を実行でき、クラウドコンピューティングパワーへの依存を排除し、「ローカル認識、ローカル意思決定、ローカル実行」を特徴とするエッジインテリジェンスを実現します。

1. ハードウェアレベルのAIアクセラレーション：Neural-ARTアクセラレーターによる効率的な推論は、STMicroelectronics独自のNeural-ARTニューラルネットワークアクセラレーターを統合しており、最大600 GOPSの計算能力を提供し、エッジAI推論にハードウェアレベルのアクセラレーションを提供します。このアクセラレーターは、主流のニューラルネットワークモデル（CNN、MLP、RNNなど）に対して深く最適化されており、高速なフォワード推論操作を可能にし、推論レイテンシを大幅に削減します。例えば、コンピュータビジョンアプリケーションでは、Neural-ARTアクセラレーターを搭載したSTM32V873RJは、800MHzの周波数でリアルタイム画像認識と分類を実行でき、純粋なソフトウェア処理と比較して数十倍の推論速度を実現します。

さらに、Neural-ARTアクセラレーターはモデル量子化技術をサポートしており、32ビット浮動小数点モデルを8ビット整数モデルに量子化できます。推論精度にほとんど影響を与えずに、モデルに必要なメモリリソースと計算時間を大幅に削減するため、エッジで利用可能な限られたハードウェアリソースに適しています。さらに、アクセラレーターはマルチタスク並列処理をサポートしており、複数のAIモデルを同時に実行できるため、産業機器の同時故障検出と状態監視などの複雑なシナリオでのマルチタスクインテリジェント処理の要求に対応できます。

2. Heliumベクトル技術：軽量AIコンピューティング能力の強化STM32V873RJ

のエッジAIコンピューティング能力をさらに強化します。Helium技術は128ビットベクトル演算をサポートしており、複数のデータセットを同時に並列処理できます。特に、センサーデータからの特徴抽出、音声認識、ジェスチャー認識などの軽量AIモデルの推論操作に適しています。従来のスカラ演算と比較して、ベクトル演算は計算効率を数倍向上させることができ、

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は、専用アクセラレーターがなくても、消費電力とパフォーマンスのバランスを取りながら、軽量AIタスクを効率的に完了できます。3. 包括的なソフトウェアエコシステム：AI開発の敷居を下げるSTM32V873RJ

のエッジAI機能を最大限に活用できるようにするため、STMicroelectronicsは包括的なソフトウェアエコシステムを構築し、豊富な開発ツールとアルゴリズムリソースを提供しています。その中でも、STM32Cube.AIツールチェーンはコア開発ツールとして機能し、TensorFlow LiteやPyTorchなどの主流フレームワークでトレーニングされたAIモデルをSTM32V873RJに迅速に変換およびデプロイすることをサポートします。モデルの最適化、量子化、適応を自動化するため、開発者は低レベルハードウェアに関する深い知識を持つ必要がなくなり、エッジAIアプリケーション開発の敷居が大幅に下がります。

さらに、STMicroelectronicsは、コンピュータビジョン、音声認識、産業用予知保全など、複数の分野をカバーする豊富なAIリファレンス例とアルゴリズムライブラリを提供しています。開発者はこれらのリファレンス例に基づいてアプリケーションプロトタイプを迅速に構築でき、開発サイクルを短縮できます。同時に、STM32CubeエコシステムはRTOS（リアルタイムオペレーティングシステム）をサポートしており、AIタスクと他のリアルタイムタスクの協調的なスケジューリングを可能にし、エッジインテリジェンスデバイスのリアルタイムパフォーマンスと信頼性を確保します。

III. 主要な利点とアプリケーションシナリオ全体として、

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マイクロコントローラーの主な利点は4つの点に要約できます。第一に、高性能であり、800MHzのCortex-M85コアとNeural-ARTアクセラレーターを組み合わせ、エッジでの複雑なAI計算とリアルタイムデータ処理の要求を満たすことができます。第二に、低消費電力であり、18nm FD-SOIプロセスとPCM技術によりチップの動作消費電力を大幅に削減し、バッテリー駆動アプリケーションに適しています。第三に、高信頼性であり、ハードウェアレベルのセキュリティ技術と放射線耐性、高温・低温耐性を組み合わせることで、産業や航空宇宙アプリケーションなどの要求の厳しい環境の要件を満たします。第四に、開発の容易さであり、包括的なSTM32CubeソフトウェアエコシステムとAI開発ツールにより、エッジAIアプリケーション開発の複雑さが軽減され、開発効率が向上します。

2. 主要なアプリケーションシナリオ

上記の利点により、マイクロコントローラーは、産業、IoT（モノのインターネット）、ロボット工学、航空宇宙など、複数の分野にわたるさまざまなエッジインテリジェンスシナリオで広く応用できます。

産業オートメーション分野では、スマートセンサー、産業用ロボット、機器の予知保全などのシナリオで使用できます。エッジAIを通じて、機器の動作状態のリアルタイム監視、早期故障警告、精密制御を可能にし、産業製造におけるインテリジェンスレベルと生産効率を向上させます。スマートIoT分野では、スマートゲートウェイまたはエッジコンピューティングノードとして機能し、IoTデバイスデータのローカル処理とインテリジェント分析を可能にし、クラウドへのデータ送信の負荷を軽減し、システム応答時間を改善します。ロボット工学分野では、ビジュアルナビゲーション、モーションコントロール、環境認識などのモジュールで使用でき、ロボットにリアルタイムAI推論機能を提供して、自律ナビゲーションとインテリジェントインタラクションを可能にします。さらに、このチップはSpaceXのStarlink衛星ネットワークのマイクロレーザーに採用されており、その高い信頼性と放射線耐性により、航空宇宙分野の要求の厳しいアプリケーションシナリオに適しています。

IV. まとめSTM32V873RJ

マイクロコントローラーは、先進的な製造プロセス、堅牢なハードウェア構成、包括的なソフトウェアエコシステムを通じて、エッジAI機能を全面的にアップグレードします。AIコンピューティングシナリオにおける従来のマイクロコントローラーのパフォーマンス制限を突破するだけでなく、低消費電力と高信頼性により、さまざまなエッジインテリジェンスデバイスの要求を満たします。エッジコンピューティングとAI技術の深い統合により、

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は、産業オートメーション、スマートIoT、ロボット工学などの分野でコア制御チップとなるでしょう。エッジインテリジェンスアプリケーションの実装に堅牢なハードウェアサポートを提供し、組み込みインテリジェンス産業の持続的な発展を推進します。将来的には、STMicroelectronicsは製品パフォーマンスとソフトウェアエコシステムの最適化を継続し、エッジAIアプリケーションの境界をさらに拡大し、開発者により効率的で便利な組み込みインテリジェンスソリューションを作成していきます。