半年孕育：首顆“智能果實(shí)”甜蜜來(lái)襲

2024年，國芯科技與戰略合作伙伴深圳美電科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“美電科技”）展開(kāi)了深度合作。雙方以國芯科技首顆端側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(kāi)展全方位、多維度的應用開(kāi)發(fā)工作。如今，這款模組已成功實(shí)現應用。

 技術(shù)革新：RISC-V 內核與 AI 加速結合

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

國芯科技AI MCU芯片CCR4001S采用公司自主開(kāi)發(fā)的RISC-V內核CRV4H，主頻230MHz。RISC-V作為開(kāi)源指令集架構，因其極高的靈活性、出色的可擴展性以及顯著(zhù)的成本優(yōu)勢，正迅速成為芯片設計領(lǐng)域中的新選擇。RISC-V內核的簡(jiǎn)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）設備及其他邊緣計算場(chǎng)景。多年前，正是基于對CPU技術(shù)趨勢的深刻洞察，公司面向物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)出了RISC-V指令架構極低功耗的CRV0 CPU和CRV4 CPU內核，并在此基礎上推出了更高性能的CRV4H CPU，性能超越M4，且帶有全國產(chǎn)化的生態(tài)和開(kāi)發(fā)環(huán)境。

對準蓬勃發(fā)展、前景廣闊的AIoT市場(chǎng)，國芯科技開(kāi)始發(fā)力RISC-V架構的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(zhuān)門(mén)用于加速AI任務(wù)。這一高性能NPU集成了卷積、池化、激活函數等多種硬件加速算子，能夠高效運行MobileNet、ResNet、VGG、EfficientNet、Yolo等深度學(xué)習算法，使設備能夠實(shí)時(shí)完成物體識別、目標檢測、圖像分類(lèi)等復雜任務(wù)。NPU的設計還考慮到了低功耗和高性能之間的平衡，確保了在各種應用場(chǎng)景中都能實(shí)現卓越的表現。該NPU支持所有流行的深度學(xué)習框架（TensorFlow、TensorFlow Lite、PyTorch、Caffe、DarkNet、ONNX等），并通過(guò)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，為更廣泛的應用提供AI計算能力。CCR4001S憑借RISC-V內核的高效靈活性與NPU的專(zhuān)用AI加速能力，為AIot領(lǐng)域提供了兼具低功耗、實(shí)時(shí)響應和邊緣智能的解決方案。

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

端側AI應用部署具備低延遲推理與數據本地化安全優(yōu)勢，基于CCR4001S上運行AI模型可實(shí)現智能空調快速響應的同時(shí)也為智能空調應用提供了安全可靠的技術(shù)保障。智能空調通過(guò)集成CCR4001S芯片+傳感器，結合YOLO目標檢測模型、舒適度建模和多模態(tài)數據融合等技術(shù)，實(shí)現了空調從被動(dòng)響應到主動(dòng)感知的跨越式升級。如：1.基于CCR4001S芯片部署端側神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型，融合熱電堆等傳感器，可以實(shí)現人體空間位置探測與空調動(dòng)態(tài)風(fēng)向控制，解決了傳統空調無(wú)法獲取空間內人數、位置與溫度分布的問(wèn)題。2. CCR4001S芯片結合熱電堆傳感器、濕度等傳感器進(jìn)行多模態(tài)人體舒適度建模，在端側實(shí)現人體舒適度判定，驅動(dòng)空調溫度、風(fēng)向與風(fēng)速自適應調節。3.能耗是空調應用中的核心指標，CCR4001S芯片基于空調實(shí)時(shí)負荷預測（人員密度、環(huán)境溫度）優(yōu)化提升空調系統能效。

智能育兒：嬰兒看護的AI“芯動(dòng)力”

由于攝像頭、傳感器與聲音模塊各自獨立運行，傳統物聯(lián)網(wǎng)終端的感知能力為孤立的傳感器架構與割裂的數據流處理機制所限，使得設備對環(huán)境態(tài)勢的認知呈現碎片化特征，無(wú)法形成完整、準確的環(huán)境感知，從而影響了物聯(lián)網(wǎng)系統在智能決策和自動(dòng)化控制方面的性能和效果。國芯科技與美電科技合作構建的“感知-分析-決策”一體化架構，通過(guò)異構計算芯片實(shí)現視覺(jué)信息、生物信號與環(huán)境參數的多維度同步處理，正在重塑終端智能的底層邏輯。具體至嬰兒看護這一場(chǎng)景，上述“感知-分析-決策”一體化架構通過(guò)融合動(dòng)作捕捉數據、體溫波動(dòng)曲線(xiàn)及時(shí)序環(huán)境參數，形成對嬰兒狀態(tài)的立體化綜合判斷。在雙方合作形成的智能看護解決方案中，新架構創(chuàng )新性地實(shí)現了端側智能設備對復合型事件的精準判斷，通過(guò)優(yōu)化計算架構完成發(fā)燒預警、踢被子檢測、呼吸抑制識別及嘔吐判斷等復雜場(chǎng)景的實(shí)時(shí)監控，較傳統云端架構降低約65%的系統部署成本并縮短40%的開(kāi)發(fā)周期。這一突破不僅為消費電子領(lǐng)域的AI應用落地提供了可驗證的技術(shù)路徑，更為后續多場(chǎng)景應用擴展奠定了可復用的架構基礎。

柳暖鶯多語(yǔ)，花明草盡長(cháng)。乘著(zhù)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AI MCU芯片在工業(yè)和消費電子領(lǐng)域的迭代機遇，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)化應用的芯片設計公司。公司在RISC-V架構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高新技術(shù)企業(yè)，專(zhuān)注于遠紅外熱成像技術(shù)的場(chǎng)景化應用創(chuàng )新。公司在低分辨率紅外陣列傳感器應用領(lǐng)域構建了從傳感器應用、光學(xué)系統優(yōu)化到場(chǎng)景化應用開(kāi)發(fā)的全棧式技術(shù)閉環(huán)，形成獨特的垂直整合能力。在AIoT技術(shù)演進(jìn)背景下，美電正著(zhù)力打造感知-決策一體化算法架構，通過(guò)溫度場(chǎng)建模與行為模式識別的深度耦合，構建面向消費領(lǐng)域的終端數據價(jià)值轉化鏈路。