電子發燒友網報道（文/吳子鵬）隨著人工智能（AI）技術從云端向邊緣側遷移，嵌入式系統正經歷一場深刻的變革。邊緣AI的優勢在于，它能夠在數據產生的源頭進行實時處理，從而帶來更快的響應速度、更低的功耗、更強的隱私保護與網絡可靠性。

德州儀器（TI）MSP微控制器產品線經理羅一丁（Yiding Luo）表示：“過去幾年，主流邊緣AI應用主要是在高性能處理器或者SOC上運行，成本和編碼要求非常高，簡易的嵌入式系統在支持AI工作負載方面的能力非常有限。邊緣AI技術讓具備成本效益的低功耗MCU可在本地運行AI模型，將其從基礎控制器轉變為高效的智能賦能器，從而開拓全新的終端市場與應用領域。”

為幫助嵌入式系統開發者更好迎接機遇、應對挑戰，德州儀器近期接連發布兩款集成TinyEngine?神經處理單元（NPU）的邊緣人工智能微控制器（MCU）——MSPM0G5187和AM13E230x系列，大幅降低工程師部署邊緣AI的門檻，讓消費電子到工業機器人等各類應用輕松實現本地智能。

邊緣AI重塑嵌入式系統，TinyEngine? NPU打造核心性能優勢

如上所述，在當前的嵌入式發展趨勢中，邊緣AI正逐漸成為主流。相比于云端AI，邊緣AI能夠提供更快的響應速度、更低的功耗與成本，并增強隱私保護與系統可靠性。然而，傳統嵌入式系統在支撐AI工作負載時，往往面臨功耗、內存與成本的多重約束。

為解決這一痛點，TI推出了專為MCU設計的TinyEngine? NPU。這是一種專有的硬件加速器，可優化深度學習推理操作。TinyEngine? NPU展現了卓越的性能優勢：它提供2.56GOPS的計算性能，支持八位、四位等多種精度配置。與未配備加速器的同類MCU相比，集成TinyEngine? NPU的MCU在運行AI模型時，可實現延遲最高降低90倍，單次推理能耗降低超過120倍。該硬件加速器可與主CPU并行執行神經網絡計算，釋放CPU資源處理其他系統任務，從而在極低的功耗水平下實現高效的本地邊緣AI處理。

首款邊緣AI加速ArmCortexM0+ MCU：MSPM0G5187讓智能觸手可及

TI推出的MSPM0G5187是首款集成TinyEngine? NPU的ArmCortexM0+ MCU，作為TI性價比最高的通用MCU系列新品，它徹底打破“邊緣AI是高端應用專屬”的壁壘，將智能化帶入低成本、低功耗的消費電子與輕量工業應用領域。目前該產品已實現量產，可通過TI官網直接采購，1000件起訂的單價低于1美元，大幅降低了邊緣AI的落地成本。

除了有TinyEngine? NPU的智能化加持，MSPM0G5187搭載了80MHz的Arm Cortex-M0+內核，提供高達128KB的閃存和32KB SRAM，還集成了豐富的模擬和數字接口（如USB 2.0和I2S），并具備網絡安全機制，支持后量子密碼學（Post-Quantum Cryptography，PQC）。

以下是MSPM0G5187兩個典型應用場景：
智能家居喚醒詞檢測：在智能音箱或家電中，MSPM0G5187可運行1D卷積神經網絡（CNN），在本地持續監聽“喚醒詞”。與純CPU方案相比，集成NPU可將延遲降低超過92%，功耗僅為數十毫瓦級，從而顯著延長電池續航。用戶的聲音數據無需上傳云端，既保護了隱私，又實現了瞬時響應。

可穿戴健康設備手勢與活動監測：在智能手表、智能戒指等設備中，該MCU可實時處理來自加速度計、陀螺儀等傳感器的數據，精準識別手勢并監測身體活動、睡眠質量等。其高度集成的設計減少了對外部分立元件的需求，幫助設備在保持緊湊外形的同時增添更多智能功能。

AM13E230x MCU：單芯片融合Cortex-M33與NPU，重構實時控制+AI加速體驗

針對需要復雜實時控制與智能決策并行的應用，如家電、機器人和工業自動化，TI推出了全新的AM13Ex系列MCU（如AM13E23019）。該系列MCU是業界率先將高性能ArmCortex-M33內核、TinyEngine? NPU和TI先進的實時控制架構集成于單芯片的解決方案。

AM13E230x MCU在性能上表現搶眼，其CPU頻率可達200-250+MHz，CoreMark評分高達4.35/MHz，在所有基于Cortex-M33內核MCU中名列前茅。芯片集成了三角函數數學加速器，計算速度比傳統CORDIC實現方式快10倍，支持同時控制多達四個電機，并可將物料清單成本降低最高30%。
德州儀器ASM微控制器工業業務負責人吳健鴻（Paul Ng）表示：“通過在單芯片中結合實時控制與AI加速能力，AM13Ex系列解決了傳統設計中AI推理與控制環路搶占資源的難題。TinyEngine? NPU可與CPU并行運作，在CPU維持精確實時控制環路的同時，運行自適應控制算法。這一特性使其在工業自動化、家電及人形機器人領域具有廣泛應用前景。例如，在洗衣機控制中，它能實現負載平衡檢測；在光伏系統中，利用AI可將電弧故障檢測準確率從85%提升至最高99%；而在人形機器人領域，該芯片能為電機執行器提供本地智能判斷，提升反應速度與靈敏度。”

綜上所述，從MCU產品矩陣來看，德州儀器的AI布局已實現全面覆蓋。通過將TinyEngine? NPU集成到基于三種不同CPU或DSP架構的TI MCU中，讓任何用戶都能使用硬件加速的AI，核心覆蓋架構及場景如下：
·MSPM0G系列：將邊緣AI引入簡單、低功耗的消費類器件中；
·AM13Ex系列：為家電和機器人中的自適應控制提供支持；
·C2000實時MCU：在實時應用里實現AI賦能，如在太陽能系統中實現電弧故障檢測。

全棧式開發資源，德州儀器打造端到端邊緣AI開發體驗

為讓工程師快速、輕松地為各類設備添加邊緣AI功能，德州儀器打造了覆蓋從模型訓練、優化到部署的端到端開發生態，以CCStudio系列工具為核心，結合豐富的模型庫和無代碼解決方案，大幅降低了邊緣AI的開發門檻，即便無深厚AI專業知識的工程師也能快速上手。

CCStudio集成開發環境（IDE）：德州儀器的核心開發平臺，現已集成生成式AI功能。開發人員可以使用自然語言描述需求（例如：“生成一個電機控制代碼”），AI助手便能自動生成針對德州儀器MCU優化的代碼，大幅加速開發、配置和調試流程。

CCStudio Edge AI Studio：這是一套免費的圖形化與命令行工具鏈，專為簡化邊緣AI開發而設計，覆蓋AI設計全流程，支持數據采集、神經網絡選型與優化、模型訓練及跨MCU部署，目前已提供超過60種模型和應用示例、1000余種預處理組合，支持超過50種器件。該工具兼容PyTorch、TensorFlow、ONNX等行業標準框架，工程師可在熟悉的環境中訓練模型，再通過量化工具和神經網絡編譯器快速移植到德州儀器硬件上。

全面的產品組合與參考設計：從搭載TinyEngine NPU的低成本MCU，到集成C7? NPU、算力高達1200 TOPS的高性能處理器，德州儀器提供了可擴展的硬件選擇。同時，德州儀器提供了豐富的參考設計（如電弧故障檢測、電機故障診斷模型），工程師可在Edge AI Studio中直接調用，縮短產品上市時間。

總結而言，德州儀器通過將專用的TinyEngine? NPU深度集成到其通用與實時MCU產品線，并構建從AI輔助代碼生成到模型訓練部署的完整軟件生態，正系統性降低邊緣AI的應用門檻。無論是成本敏感的消費設備，還是需控制多電機的高性能工業系統，開發者現在都能借助德州儀器的解決方案，更便捷地將本地智能融入創新設計，推動嵌入式系統邁向全面智能化的新時代。