雅特力AT32 MCU「芯」势力崛起　驱动AIoT「芯」未来

随半导体的微缩技术不断精进，物联网不仅将设备自动化、撷取数据及远程控制等，同时结合AI技术，成为AI+IoT。AIoT意即将IoT导入AI人工智能系统，从工业应用领域发展到人们的日常生活中，为众多产业带来更多创新应用。AIoT旨在使个人获得安全、舒适与便利性的最佳服务体验，透过设备收集外部数据数据进行深度学习，利用多层次神经网络训练系统，再以高运算力进行行为预测，和仿人类做出判断决策。然而深度学习需要大量的内存和CPU资源存于大型服务器，在传统的云端模式中，将数据直接导回云端进行处理，除了建置成本高，必须考虑信息传送延迟性问题以及安全隐私风险也是一项重点考虑。

因应企业对数据传输的延迟性、信息安全以及可靠性日益重视，透过数字转型将终端设备进行边缘计算，让更多的运算工作放在靠近数据产生的地方，在传输数据的过程中，尽可能地减少往返时间，避免因通讯中断而使设备发生错误讯号，同时加快反应效率、降低成本、提高可靠性和安全性。MCU在实现边缘AI(Edge AI)或终端AI(Endpoint AI)中成为主要关键核心，由于在应用方面MCU的优势为低功耗、开发速度快和降低开发成本，从嵌入式机器学习(Embedded ML)到微型机器学习(Tiny ML)皆是MCU所发挥之处，根据性能的不同，用来进行复杂的AI运算程度也不同。

MCU-Based AI，强调实时决策和反应速度，具有低功耗、低延迟、低成本和高安全性的优势，结合数字信号处理器(DSP)和机器学习(ML)，用于分类、辨识、预测及推理判断，如传感器侦测、马达振动分析和语音识别等多项应用于工业控制、电机控制和消费性电子等产业。更高性能的MCU可实现复杂的计算机视觉和成像应用，如指纹分析、脸部辨识和协作机器人等。当AI算法不断更新，MCU也必须强化及扩充功能，才能确保其稳定性及安全性，将场景应用到更多产业中，实现真正的AIoT。随着装置联网需求渐增，形成规模化成长，大量的人机互动和高速通讯的拓展，系统日益复杂化，需要依靠人工智能来辅助人类管理及控制，实现高度「智」动化。

雅特力作为32位通用型MCU创新领导者，共12大产品线，分为低功耗、超值型、主流型、无线型和高效能五大功能产品，近200个型号，全系列采用55nm先进制程的ARM○R-Cortex○R-M4高效能或M0+低功耗内核，高质量微控制器和完整的开发工具生态链，帮助客户快速导入产品、缩短生产周期和稳定供货。雅特力AT32 MCU实现AIoT的关键优势包含四大特点：

高效能降低延迟和效率极大化

低延迟可用来实时控制和加快反应效率。主流型AT32F403A/407系列和高效能AT32F435/437系列MCU能够解决低延迟的难题，主频方面从240MHz~288MHz，首创业界最高主频，同时支持FPU浮点运算，提供256~4032KB Flash、96~512KB SRAM超大内存选用，丰富的外设资源和可扩充性，支持XMC储存器扩增，和多通道12-bit高速ADC及DAC，将AT32 MCU关键应用组件和功能区块整合，实现开发效率和降低成本。AT32 MCU全系列产品中，相当具有竞争力的AT32F435/437系列，在CPU运算效能高达360DMIPS，CoreMark跑分可高达1002.74分(3.482 CoreMark/MHz)，大幅提升设备运作效能。而通讯传输的稳定性作为串连整个物联网系统中的重要能力，AT32F407系列和AT32F437系列，兼容IEEE-802.3 10/100Mbps以太网络控制器，且AT32F435/437系列采用高速5.33Msps ADC独立引擎，提升传输速率和稳定性，满足各种运动控制和智能控制对高运算力的需求。

高精确度和可靠性

精确度通常与传感器或物联网节点应用相关，传感器具备感应、无线通信和处理信息的能力，透过AI算法所产生的推理、预测行为并做出判断，MCU正是针对此类需求提供完美的解决方案。如超值型AT32F415系列，以高达150MHz的CPU速度优势和支持多种通讯接口，如UART、SPI、I2C、SDIO、USB OTG及CAN等丰富外设集成，成为Amazon合作伙伴之一，应用于智能家居方案。当MCU运行Amazon Connect Kit(ACK)协议，设置Wi-Fi连网，透过智能音箱Amazon Echo或Alexa APP语音控制，为传统墙面开关添加语音功能和调光控制系统，轻松升级智能调光开关;而超值型AT32F425系列，以USB OTG高性价比为特色，主频96MHz，CPU运算效能高达120DMIPS，CoreMark跑分可高达326.57分(3.402 CoreMark/MHz)。内存最高可支持68KB Flash达最大空间使用和20KB SRAM，外设集成OTG控制器、CAN总线、红外线(IR)定时器、4组USART和一个2Msps的12-bit ADC等，由各项关键组件所组成，满足客户对于设备的高速数据采集和混合讯号处理应用要求，降低开发难度与成本，同时提高精确度和确保讯号的完整性。

低功耗运行和快速唤醒能力

由于短时间内终端设备必须快速进行高速数据采集和通讯传输，低功耗MCU用来解决设备在进行边缘运算时，能有效处理内存空间和通讯时间降低能耗。多数终端设备皆采用电池作为主要供电来源，为使其延长供电时间，雅特力在研发产品方面，AT32 MCU全系列支持睡眠(Sleep)、深睡眠(Deepsleep)及待机(Standby)三种模式，且具备多个WKUP引脚高速唤醒待机模式，实现低流运行、低流待机及快速唤醒能力。

常见的物联网应用场域小至家庭大至整个城市系统网络，无线则是串起IoT系统中最重要的通讯方式。当采集讯号设备散布在各场域内，无法依靠人工频繁地更换电池，就必须透过低功耗MCU来维持设备的长时间运作，因此雅特力整合一款无线型AT32WB415系列，兼具低功耗和无线功能，采用蓝牙5.0，主频高达150MHz，CPU运算效能高达187.5DMIPS，CoreMark跑分可高达400.84分(2.672 CoreMark/MHz)。提供丰富的通讯接口及内存资源，集成蓝牙射频(RF)收发器和基带(baseband)功能，且蓝牙接收(RX)最大值可达到-97 dBm，发射功率(TX)介于-20 dBm至+4 dBm。产品中内置天线，支持超过30m有效范围距离传输，传输速度最快可达到2Mbps，AT32WB415系列在价格上具有竞争优势，对于一些成本敏感的联网装置不失为理想选择。

提升数据安全性及隐私

数据保护在终端装置进行联网时所产生的大量敏感数据，必须确保用户隐私和数据安全。MCU在数据储存中的受保护区管理(带有硬件的访问控制)和严格的编程流程规划以及操作中管理访问权限的应用至关重要。雅特力自行开发的sLib安全库(Security Library)，可支持密码保护指定范围程序区，方案商刻录核心算法到此区域，提供给下游客户做二次开发，强化产品本身的安全性、可靠性和二次开发的使用便利性。透过建立完整的系统生态链，包含开发环境、实时操作系统(RTOS)以及通过雅特力验证的第三方软件资源，符合国际电工委员会(IEC)制定的IEC-60730国际安全标准规范，强大丰富的资源与便利性，有助于产品快速开发上市。

未来无论在哪个应用领域上，皆需要更多的联网设备，尤其在工业物联网、消费性电子和无线产品等，这些设备都需具备多元的通讯，和更复杂的运算控制能力，因此更加需要32-bit MCU提供高运算、高速数据传输和强大的数据处理。身为MCU芯片开发者随时面临多方考验，例如效能提升、数据传输安全、设备联网通讯、无线传输的质量等议题。对此，雅特力正全力投入打造一个全方位的MCU平台生态系统，专注于开发ARM○R-Cortex○R-M4/M0+，内建数字信号处理器(DSP)、单精度浮点运算(FPU)、高速的CPU效能、相对业界更大的内存、丰富的外设、自主研发的sLib二次开发安全库，以及多样化的封装选择，适合物联网业者在有限预算的情况下，满足更高的规格要求和不同场域应用便利性，下一步将朝向28nm/40nm先进制程、高效能的市场研发精进，期望在主频效能、功耗和封装尺寸等各方面带来超越竞争对手的产品优势。