MCU掘金边缘计算

在5G、AIoT等发展的推动下，全球边缘计算产业蓬勃兴起。有预计称，2030年互联设备的数量将超过750亿个，这带动了对边缘计算平台的强劲需求。

与此同时，挑战也如影随形。恩智浦大中华区工业与物联网市场高级总监金宇杰表示，越来越多落地的项目要求边缘计算平台拥有更多AI功能的支持。同时，随着数据的大量传输、运算、处理，“在本地更多推理”的需求提升了更高的算力需求。此外，更多连接、更低功耗、更实时性能、更高安全性、更便利开发等要求也随之水涨船高。

作为当今众多边缘应用的核心，MCU面对智能边缘计算的新发展也在应时而变。作为MCU老将，恩智浦继推出三大类边缘计算平台即通用MCU、跨界MCU——i.MX RT系列以及i.MX和Layerscape应用处理器平台之后，又全面出新推出了MCX微控制器产品组合。

MCX家族拥有四大系列

为应对智能边缘新的设计挑战，恩智浦有备而来，通过一系列的开发，集合LPC、Kinetis两大系列产品优势，组合恩智浦积累的各种核心技术，首次推出了MCX新“家族”。

MCX N系列可谓是高性能系列代表。据介绍，该系列工作运行频率为150到250MHz，首次将NPU和DSP集成到MCU中，以应对强大运算、机器学习等需求。此外，还嵌入了恩智浦特有的安全系统——EdgeLock。

作为一个基础或入门款的MCU，MCX A则是基准系列，其工作频率在48至96MHz之间，内置定时器、数模转换等，为电机控制等成本受限应用提供关键功能。

而MCX W系列作为无线连接系列，是为了应对互联互通时代对于连接尤其是无线连接的高需求。据悉，W系列集成低功耗的蓝牙无线模块，工作频率在32到150MHz之间，同时也高度集成一些外围的器件，使得关联的整个BOM减少、整体板集成度降低。

“MCX W目前的规划是支持BLE，未来将考虑支持Wi-Fi和Matter。”恩智浦边缘处理事业部系统工程高级总监王朋朋谈及未来规划时强调。

而MCX L系列则为具有低功耗要求的应用而设计。其工作频率在50到100MHz之间，力求超低的动态功耗和非常低的泄漏功耗。该系列针对具有低功耗要求的应用做了优化，并且集成了原来的LPC里的低功耗的技术来完成这个产品的设计。

这些分工明确的系列也体现了恩智浦的三大设计理念方向。

王朋朋表示，MCX家族是一个承上启下的产品系列，四大系列实现了高拓展性。而且，简化了系统设计，通过提高集成度，融合NPU、无线、电机控制甚至一些语音等关键核心IP，同步优化了系统的安全性。此外，提供被广泛使用的开发套件MCUXpresso支持，不论是从之前的LPC、Kinetis移植，还是设计未来的产品，都可简单、无缝衔接，加快开发周期。

正如恩智浦执行副总裁兼边缘处理技术总经理Ron Martino所言：“当我们距离750亿互联设备这个里程碑越来越近时，我们也在进入边缘计算新时代。这要求从根本上重新思考如何以合理方式构建一个灵活的MCU产品组合，该产品组合应具有扩展性、经过优化，并且能够成为当今以及未来几十年节能工业和物联网边缘应用的基础。”

集成NPU拓展更多应用

值得注意的是，MCX的一大亮点就是拥有真正的神经处理单元NPU。以王朋朋的话来说，在MCU领域中，集成神经处理单元迎合了这一时代的需求。

“人工智能、机器学习的运算相对集中和简单，即做卷积，用CPU来运行十分耗费CPU资源，但在NPU上进行卷积加速时，不仅比单独CPU内核提供高达30倍的吞吐量，并且不占用资源，从而可解放CPU做更多的实时控制。”王朋朋指出，“因而，这可以实现CPU和NPU的并行处理，从而完成实时的控制和智能交互。”

而也意味着通用的MCU既实现了传统MCU的功能，同时又实现了人工智能的运算加速。相对于专用的AI芯片，王朋朋认为，AI专用芯片针对某一类应用进行了特别处理，与场景的适配性非常强，但在其他应用场景时效率可能不太高。而通用MCU的覆盖范围更广，在广泛应用的基础上增加AI特性，可为更广泛、更通用的市场赋能。从专用和通用的角度来看，二者各有分工。

“功力升级”，MCX的应用场景也随之大幅拓展。

通用MCU的特性之一就是广泛性，可面向工业、IoT、消费类、智能家居、医疗等。金宇杰分析说，MCX一方面可针对MCU传统应用场景进行提升，如在传统的控制应用基础上增加AI元素；在医疗设备、无人机或者工业控制中加入智能识别、故障检测、语音控制等。另一方面，基于NPU的MCX也拓展了新的应用场景，如可识别物体的秤，只需把物体放在秤上就可直接结账；在医学检测中，可用于检测含疟疾的红细胞；在交通出行中，可助力智能车识别障碍，自动做出判断和处理等。

可以预计的是，有的放矢的MCX系列在互联互通时代将迎来更广阔的发展空间。

除了高算力、低功耗等特性之外，金宇杰还认为，MCU未来趋势侧重于对模拟的支持，包括接口方面的开发新要求等，此外，开发的便利性也值得重视。

在业界关注的产能紧缺层面，恩智浦也表态说将始终积极地和现有及新的供应商、合作伙伴一起努力并加大投入力度，以匹配不断增长的需求。（校对/艾檬 ）