英飞凌用于机器学习的下一代 MCU——PSOC™ Edge

本文主要介绍英飞凌用于机器学习的下一代 MCU——PSoC™ Edge 系列，涵盖其技术架构、核心优势、典型应用场景及开发生态。

一、PSoC™ Edge 的核心定义与技术架构

PSoC™ Edge 是英飞凌（Infineon）推出的新一代微控制器（MCU）产品系列，专为边缘计算与机器学习（ML）场景优化设计。其核心架构融合了高性能与低功耗特性，通过硬件加速实现实时 AI 推理能力：

图1 英飞凌 PSoC™ Edge MCU

1. 处理器核心：

Arm Cortex-M55：支持 Helium DSP 指令集，提升数字信号处理效率。
专用 AI 加速单元：Arm Ethos-U55 NPU（E83/E84 型号）：ML 性能较传统 Cortex-M 提升 480 倍。
英飞凌 NNLite 加速器：超低功耗神经网络硬件加速器，适用于持续传感任务（如语音唤醒）。
Cortex-M33 协处理器：处理实时控制任务，与主核分工协作。

2. 存储与工艺：

采用 22nm 嵌入式 RRAM（非易失性存储器），提供大容量片上存储并支持高速外部扩展。

3. 安全机制：

内置 Edge Protect 技术，提供硬件级安全加密与隐私保护，满足物联网设备的安全需求。

图2 PSOC Edge E84 Block Diagram

二、核心优势：为何选择 PSoC™ Edge？

高性能边缘 AI 推理：
- Ethos-U55 NPU 支持复杂 ML 模型（如人脸识别、音频事件检测），推理速度达传统 MCU 的数百倍，同时保持低功耗。
动态功耗管理：
- 支持多级功耗模式（如"Always-On"传感），适用于电池供电设备（可穿戴设备、传感器）。
高度集成与外设支持：
- 集成丰富接口：USB HS/FS（含 PHY）、以太网、CAN 总线，并原生支持 WiFi 6、BLE/Matter 协议。
- 增强 HMI 能力：支持触控（CapSense）、语音交互、低功耗图形显示（E84 支持 1028×768 分辨率）。
开发友好性：
- 全系列（E81/E83/E84）软硬件兼容，支持项目平滑升级与移植。

图3 英飞凌 PSoC™ Edge 产品系列

三、典型应用场景

英飞凌 PSoC™ Edge 面向需实时响应与本地智能决策的边缘设备，主要覆盖以下领域：

智能家居与安防：
- 语音控制：通过音频事件检测（如婴儿哭声、警报声）触发自动化响应。
- 视觉识别：人脸解锁、入侵检测（E83/E84 支持摄像头接口）。
工业自动化：
- 预测性维护：振动传感器数据分析，实时监测设备异常。
- 工业 HMI：支持复杂图形界面与多模态交互（触控+语音）。
消费电子：
- 可穿戴设备：生物信号处理（心率、运动追踪），结合 NNLite 实现长续航。
- 智能家电：洗衣机智能识别衣物污渍程度，自动优化洗涤程序。
机器人控制：
- 实时路径规划与环境感知（SLAM 算法加速）。

图4 PSoC™ Edge 助力新一代响应式机器学习边缘设备

四、开发支持与生态系统

英飞凌提供完整的工具链以加速产品落地：

ModusToolbox™ 开发平台：
- 集成编译器、调试工具、传感器驱动库，支持从原型到量产的全流程。
AI 开发套件 DeepCRAFT（原 Imagimob Studio）：
- 端到端 ML 开发环境，提供预训练模型（如音频分类、触控行为识别），降低 AI 开发门槛。

图5 英飞凌 PSoC™ Edge 开发板

五、产品系列对比

型号	AI加速单元	关键特性	适用场景
E81	Helium DSP + NNLite	基础ML加速，低功耗传感	简单HMI、传感器
E83	Ethos-U55 NPU + NNLite	增强视觉/音频处理，中阶图形	智能安防、工业控制
E84	Ethos-U55 NPU + NNLite	支持高分辨率显示(1028×768)	高级HMI、交互式终端

六、总结

英飞凌 PSoC™ Edge 通过专用 NPU+ 软件生态的协同设计，解决了边缘设备在实时 AI、功耗与安全性上的核心矛盾，成为智能家居、工业 4.0 及消费电子的理想计算平台。其可扩展的 E81/E83/E84 系列可灵活适配不同场景需求，而 ModusToolbox™ 与 DeepCRAFT 的组合大幅缩短了 AI 产品的开发周期。

欲了解关于更多英飞凌相关方案或技术信息，请与骏龙科技当地的办事处联系或点击下方「联系我们」，提交您的需求，骏龙科技公司愿意为您提供更详细的技术解答。

更多信息：

联系我们