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扶AI直上九万里,详解ST的智能传感器战略
来源: | 作者:深圳市人工智能产业协会 | 发布时间: 2024-06-03 | 202 次浏览 | 分享到:

在当今我们所处的生活下,传感器不再是作为传统的被动元件或者器件——它们不再仅仅限于感知和读取周围环境的信号,而是逐渐走向智能化。智能传感器成为大势所趋。早在2019年,意法半导体(下文简称ST)就推出了配备有机器学习功能的传感器,作为智能传感器的重度参与玩家,ST诸位高管在近日的2023传感器大会上深入讨论了智能传感器技术的发展方向、公司战略布局、以及在汽车、消费电子等领域的应用前景。


智能传感器的定义解读


传感器和MCU的分区控制如今已经成为行业的一大趋势。所谓的传感器和MCU的分区控制是指将传感器和MCU分为不同的区域,每个区域都有自己的控制器,这种设计可以提高系统的安全性和可靠性。但是你可能不知道的是,ST是首家提出这一概念的企业。虽然后来行业内已经有不少企业在发力此领域,但时至今日,无论是创新性还是实际的落实方面,ST仍然是这一领域的执牛耳者。


分区控制的好处主要有,降低整体系统的功耗、提高安全性和可扩展性。分区控制能够发展的好,离不开智能传感器的发展。比如,从系统优化的角度来看,传感器本身可能是整个技术架构当中一个低功耗的产品。但是对MCU而言,因为它需要进行大量数据的处理,处理数据的高低直接决定了功耗所用的多少。因此,如果能让一部分原始数据实现本地处理,就可以为MCU减轻一定的工作量,并进行更复杂任务的处理,从侧面帮助进一步优化整体系统的功耗。这就是智能传感器所起的作用。


那究竟什么是智能传感器?在ST的眼中,智能传感器不仅仅是一些内嵌的代码处理功能,来实现数据在传感器上的处理。对于智能传感器而言,更重要的是与使用场景相关联。它们在诸如智能手表等消费电子产品中实现了数据的边缘计算,大大提升了产品功能和性能。但ST所追求的智能传感器,并不是简简单单地系统性地降低整个设备的能耗或者是成本而已,而是能够在不依赖微控制器(不管是节点级别的次微控制器,还是主SOC)的情况下,根据收集到的数据独立做出决策。


总而言之,在智能传感器的发展上,ST的核心目的是希望能够允许更多的数据在传感器层级实现有效的处理。比如可以在传感器上执行和运行一些比较简单的,或者中等难度的数据处理,而比较复杂的算法则可以留给MCU进行处理。


ISPU:传感器向智能化演进的重要一步


ISPU(Intelligent sensor processing unit,智能传感器处理单元)是ST向人工智能领域迈出的重要一步。这是一款嵌入了DSP的IMU设备,可以帮助客户实现在神经网络端和AI算法上的解决方案。同时,VAFE的推出为AI与外部传感器之间的互联互通开辟了新路径,有助于数据的本地处理和系统化优化。



对于人工智能而言,数据的处理很关键,但是从某种程度上而言,也要考虑数据的收集,如果没有数据,人工智能将无法工作。而VAFE则可以为人工智能与外部传感器互联互通打开一扇新的大门。



据Francesco的解释,通过VAFE,客户能够有效地与ISPU或传感器进行连接,从而能够更好地使用我们的处理逻辑,能够更好地嫁接和外部任何的模拟器件之间的联系。不管这样的服务是来自于ST,还是来自于第三方,都可以完成。更为重要的一点是,所有的数据的处理,都可以在ISPU实现本地完成。这样就能够提供更多的信息,提供更多的原数据,帮助我们和客户通过数据的方式执行更多的任务。通过这样的方法,可以帮助客户实现其解决方案极大的系统化的升级和优化。


智能传感器的市场机会


Davide指出,对于意法半导体来说,汽车行业的发展和电动化汽车行业的发展给我们带来了更多的应用机会。随着汽车智能化的发展,汽车上的传感器数量和类型将会越来越多。传感器将为汽车提供越来越丰富的信息,并帮助汽车实现更加安全、舒适、便利的驾驶体验。例如面部识别传感器、运动传感器、占位识别传感器、姿势识别传感器、环境传感器、光学传感器、雷达传感器等等。


汽车市场需要关注安全性和平台化:


  • 安全性是汽车行业的底线,也是汽车制造商的首要任务。意法半导体一直致力于为汽车提供安全可靠的芯片,帮助汽车制造商满足各国安全法规的要求。对于专用于汽车舱内应用的传感器而言,安全性是非常重要的。ST在图像传感器领域的DMS和OMS的产品从设计到制造,甚至是网络安全,都进行了足够的重视,特别是网络安全性已经得到了国际机构的认证。

  • 平台化是汽车行业的发展趋势。随着汽车智能化的发展,汽车将不再只是交通工具,而是人们生活的一部分。意法半导体提供的OMS解决方案可以为汽车提供丰富的娱乐、办公等功能,满足人们多样化的需求。


意法半导体在工业市场拥有广泛的传感器产品组合,包括运动传感器、影像传感器、环境传感器等。


运动传感器:意法半导体在运动传感器领域拥有超过20年的经验,产品线覆盖加速度计、陀螺仪、磁力计等。其中,宽间隙加速度计可以帮助工业客户捕捉发动机异常震动,进行预测性维护;工业倾角计可以测量微小的角度变化,用于建筑物监测等。


影像传感器:意法半导体的影像传感器产品既针对通用市场,也针对工业市场。在工业市场,意法半导体提供长生命周期的保障服务,以及介于汽车级和消费级之间的工业产品。意法半导体的飞行时间传感器(ToF)和全球快门传感器(global shutter)等产品在消费级工业领域具有广阔的应用前景。


环境传感器:意法半导体提供各种环境传感器,包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。这些传感器可以用于工业生产、环境监测等领域。


在消费电子领域,ST推出了多款超级传感器产品。超级传感器是指将多个传感器的数据进行融合,从而获得更高精度、更强性能的传感器。ST认为,对于任何的应用来说,如果想进一步提升它的性能,都可以考虑使用这样的多传感器融合之后的超级传感器。


Francesco进一步解释道,我们之所以称之为超级传感器,是因为未来它可以使用在混合现实当中。当你打开手机摄像头,在超级传感器之下,可以为你呈现出肉眼可能看不到的一些混合现实的影像和效果。它确实是能够为我们带来真真实实的超级传感器的超级性能的加持,这是在手机端的应用。当然,目前还在新一代的手提电脑上也有相关的应用,这也是我们看到的一个新的应用的趋势。


总结


从2000年的离线时代,到微机电系统(MEMS)技术初步从理念走向商品化,再到2020年的在线时代,传感器已与我们的日常生活融为一体。在这样的背景下,ST正通过其先进的智能传感器技术,推动汽车、工业、消费电子等多个行业的发展。“扶AI直上九万里”,ST不仅关注传感器技术本身的创新,还重视其在系统级应用的整合,以及在AI和数据处理方面的协同工作。为构建一个更加互联、智能化和可持续性的未来而努力。