边缘AI设计需要全面的开发工具

连接和传感与低功耗人工智能 （AI） 处理平台的结合极大地改变了我们与机器的关系，并永远改变了我们的生活、工作和娱乐方式。尽管它们的能源需求在设计上是最低的，但这些强大的处理器正在边缘设备上启用人工智能功能，使它们能够在本地处理数据，用于家庭、办公室和工业环境的一系列智能应用程序。

直到最近，此类应用程序还依赖于基于云的处理和电力线访问，但这种情况正在发生变化。由于新一波针对网络边缘的低功耗人工智能解决方案，专为嵌入式工业和消费者应用程序设计的产品可以在本地做出决策，而无需依赖云连接。这可以确保隐私、减少响应时间、节省能源并更好地利用可用的无线带宽。它还允许这些设备长时间使用 AAA 甚至纽扣电池，从而将它们从线路电源的限制中解放出来。

创新的边缘人工智能浪潮使设计师处于需要在不断变化的技术环境中快速开发产品的位置。他们的设计既依赖于人工智能的复杂性，也依赖于其在网络边缘部署的能力，它可以使用准确且经过专门训练的人工智能模型，根据来自多个传感器输入的数据做出智能决策。

成功取决于设计团队在竞争异常激烈的市场中快速部署产品的能力——而且这样做的动力很强，因为边缘人工智能市场带来了巨大的经济回报。

尽管有机会，但开发人工智能产品的梦想很快就会变成一场噩梦。考虑到在开始设计之前似乎有无穷无尽的硬件和软件可供选择，设计师在梦魇般的范围内落入很大程度上取决于他们必须使用的工具。

深思熟虑的评估和设计开发平台具有造梦潜力；它们消除了产品开发中许多（如果不是大部分）耗时、令人头疼的步骤。任何曾经不得不收集不同的硬件阵列，从无数选项中选择软件，然后将它们拼凑成一个基本上可以自己动手开发的平台的设计人员——甚至在开始设计之前——都可以证明这一点。

对于基于片上系统 （SoC） 的设计尤其如此。顾名思义，SoC 将一系列基本但以前独立的功能组合到一个单一、高效的芯片中。例如，以我们的 Katana Edge AI SoC 为例，这些功能包括高级处理、连接、音频和视频输入和输出、电源，当然还有基于我们专有的神经网络技术的智能（图 1）。

Synaptics 非常了解对综合开发工具的需求。我们的客户赞赏并从他们所使用的全面开发平台中受益匪浅。Katana 平台在采用方面取得了广泛成功，这要归功于其全面的开发工具，这些工具使设计过程尽可能简单，就像 SoC 提供的底层性能、功耗和系统集成功能一样。

围绕 SoC 构建的边缘 AI 产品代表了一些正在使用的最复杂的设计。由于这些设备针对的应用程序多种多样，因此它们的开发平台必须尽可能完整。例如，我们最近为 Katana 推出的评估套件 （EVK） 不仅包含带有 SoC 的基板、大量传感器和 Wi-Fi/蓝牙无线连接模块，还包含模拟一系列职责：摄像头、外围扩展和电源。电缆、电池和外壳完善了 EVK。

像这样的 EVK 中的 AI 算法可以实现 SoC 中的复杂功能，例如在智能建筑、剧院和体育场人群控制中的应用中计算人数。其他可能更平凡的任务包括远程读取仪表板和传统工业设备。通过使用智能相机读取传统工业设备中使用的 LCD 或 LED 显示器，可以快速、不显眼地将设备引入工业物联网或 IIoT。这解决了工厂自动化和工业 4.0 领域的一个巨大问题。

处于边缘 AI 革命核心的 SoC 以及支持它们的开发工具正在展望光明的未来。AI 分析公司 JD Data 的董事总经理和报告的作者 Anand Joshi观察到 SoC 在嵌入式和物联网中的功耗、尺寸、性能和功能集成程度方面存在很大差异系统对设计师提出了特殊的挑战。他说，碎片化（将不同的硬件和软件拼凑成一个临时的开发平台）固有的代价高昂的时间延迟可以通过 Katana Edge AI 套件等经过验证的 EVK 得到缓解，他认为这对于启动项目至关重要。

网络边缘的高能效 AI 已经到来，这使得边缘 AI SoC 以及支持它们的综合开发工具成为必备品，而不是例外。

审核编辑：郭婷