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AI无处不在,再小资源的MCU也能实现AI功能,嵌入式工程师职业规划应该怎么做

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lingyang1|  楼主 | 2024-11-14 17:59 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
AI并不只是大语言那么高不可攀的应用,AI已经无处不在。这是我在今天下午的NXP发布会上,看到的最常见的一些AI/ML应用,他们已经发生。在分享的同时,我也试着梳理下,在这种AI/ML everywhere的时代,嵌入式工程师又该怎么把握机遇,不被甩下车?
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电动工具中的电机的AI——自动停止

在电动工具行业中将AI/ML技术与电机控制结合应用的案例。通过使用MCU和AI技术,可以更智能地控制工具并增加安全功能,如自动停机。
AI/ML + Motor Control to Enable Power Tools
  • AI/ML + 电机控制:NXP的MCX N系列微控制器集成了AI/ML功能,用于电动工具应用中。
  • eIQ工具包:为用户提供数据集训练和验证的效率,使用户能够轻松构建属于自己的AI/ML模型。
  • 芯片解决方案:一个芯片既可以实现AI/ML启用的自动停止功能,也能执行电机控制。

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将MCU用于能源领域,尤其是逆变器和能源存储系统中,增强检测能力并通过边缘计算进行智能化控制。
Power Conversion to Enable Inverter & Energy Storage System (ESS)
  • 电力转换:使能逆变器和能源存储系统,突出使用电弧故障断路器(AFCI)作为区分特性。
  • MCX N微控制器:提供边缘处理能力,用于检测和保护。
  • MCX W微控制器:通过蓝牙将逆变器/ESS设备的结果传输到主机中心或网关。
  • 系统解决方案:NXP提供了包括硬件参考设计、软件包和eIQ机器学习工具包在内的系统解决方案。


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AI/ML技术在医疗设备中的应用,通过检测鼾声来帮助治疗呼吸睡眠障碍。
AI/ML Sound Detection to Enable Healthcare
  • AI/ML声音检测:用于医疗保健,特别是检测鼾声以优化CPAP(持续气道正压)设备的效果。
  • i.MX RT交叉微控制器:提供AI/ML声音频谱计算,推理时间低至6毫秒。
  • CPAP中的一体化芯片解决方案:包括控制、显示和AI/ML算法。


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AI/ML技术如何用于智能工厂中的缺陷检测,以提高制造业的智能化水平。

AI/ML Vision Detection to Enable Smart Factories
  • AI/ML视觉检测:用于智能工厂中的缺陷检测,以提高效率、准确性和灵活性。
  • i.MX系列处理器:在边缘设备上实现高性能CNN视觉算法推理。
  • NXP WiFi产品:提供低延迟以便将制造结果通知到控制中心。
  • 支持大量市场客户:通过广泛的第三方支持和EBS生态系统,加速客户的评估和采纳。


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如何通过大语言模型和智能边缘计算来增强智能家居的用户体验,允许用户自然语言控制家居设备。
AI/ML Large Language Models to Enable Smart Home User Experiences
  • 大语言模型(LLM):为智能家居用户带来更高质量的用户体验。终端用户可以使用自然语言与家居设备交互。
  • i.MX 95应用处理器:为边缘AI计算提供强大的能力。
  • NXP系统解决方案:提供包括连接、安全、AI计算和软件支持的完整智能家居解决方案。



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AI/ML无处不在的时代,嵌入式工程师需要不断适应和提升自己,以充分利用这项技术趋势。
埋头敲代码,忙于搬砖的同时,也应该思考下,自己的学习方向

1. 学习基础AI/ML知识
  • 学习基础的机器学习概念,例如分类、回归、聚类、神经网络等。
  • 熟悉常见的机器学习算法(例如决策树、随机森林、SVM和神经网络等),理解它们的应用场景。
2. 掌握嵌入式AI框架和工具
  • 学习如何在嵌入式系统上运行AI模型。例如,NVIDIA Jetson平台、ARM的Cortex-M微控制器系列、Google的TensorFlow Lite等工具和框架可以在嵌入式环境中执行AI模型。
  • 了解TinyML(用于资源受限设备的AI/ML)及其相关工具,如TensorFlow Lite for Microcontrollers、Edge Impulse等。
3. 理解硬件加速器和处理器架构
  • 深入了解用于AI/ML的硬件加速器(如GPU、TPU、NPU)及其在嵌入式系统中的应用。嵌入式系统通常对功耗敏感,因此了解如何高效地执行AI任务非常重要。
  • 研究硬件架构如何影响AI模型的推理性能,学会根据不同任务优化嵌入式系统。
4. 学习数据处理和模型优化
  • 嵌入式系统通常资源有限(如处理器、内存、功耗等),因此需要学习如何裁剪和优化AI模型。
  • 学习模型量化、剪枝、压缩等技术,使复杂的AI模型能够在资源受限的嵌入式系统上运行。
  • 研究如何有效地收集、处理和管理嵌入式设备产生的数据。
5. 实时性和边缘计算
  • 嵌入式系统通常需要处理实时任务,因此嵌入式工程师需要确保AI模型能够在严格的实时性要求下高效运行。
  • 研究边缘计算,即在靠近数据源的嵌入式设备上执行AI任务,从而减少延迟和带宽需求。
6. 提升编程技能
  • 掌握C/C++、Python等嵌入式编程语言,同时学习如何在低级别优化代码。
  • 熟悉并行编程,尤其是在嵌入式系统中利用多核处理器和硬件加速器来执行AI推理任务。
7. 关注应用领域
  • 关注AI在嵌入式系统中的实际应用场景,例如物联网、智能家居、自动驾驶、医疗设备、工业自动化等。
  • 针对不同的应用领域,了解如何将AI/ML模型集成到嵌入式系统中,从而为产品增值。
8. 与AI/ML团队协作
  • 在团队合作中与AI/ML专家紧密合作,理解他们的需求,协助将AI模型部署到嵌入式系统中。
  • 嵌入式工程师需要在软件工程、系统集成和性能优化方面发挥重要作用。
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最后,放一张自己制作的思维导图供大家参考

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