MCU AI現状と対策

今秋リリースWindows 11 23H2は、AIによる作業支援:Copilot機能が追加される予定です。AIがより身近になるでしょう。

AIは、MCU開発へも押し寄せつつあります。ルネサス、STマイクロのEdge MCU AI現状と対策を示します。

MCU開発者に押しよせるAI/MLの風
MCU開発者に押しよせるAI/MLの風

Edge MCU AIとWindows AIの課題数

1: MCU開発へAIをどのように実装するか、2: 実装したAIをどのようにMCU製品メリットへ変えるか、そして、3: Edge MCU AI製品をどのように顧客に活用してもらうか、MCU開発者は、これら課題解決が必要です。

一方、Windows AIは、3:相当 のPCユーザとしてどのようにWindows AIを活用するかが課題です。

Edge MCU AIは、使うだけでなく開発も必要ですので課題の数が異なります。MCUベンダ各社は、AI MCUツールを発表しています。

本稿は、特に1:AIのMCU実装についてルネサス、STマイクロの現状とMCUソフトウェア開発者の対策を示します。

ルネサス:Reality AI Toolをe2 studioへ統合

2023年9月21日、ルネサスは、Edge AI専用ツール:Reality AIを、既存MCU開発環境:e2 studioへ統合しました。これにより、AIプロジェクトとe2 studio間のデータ共有が可能となり、開発効率が上がります。

動画はコチラ

STマイクロ:NanoEdge AI Studio

NanoEdge AI Studio Workflow(出展:NANOEDGE AI STUDIO V3)
NanoEdge AI Studio Workflow(出展:NANOEDGE AI STUDIO V3)

2023年8月3日、STマイクロは、Edge AI 専用ツール:NanoEdge AI StudioとST開発ボードを使って簡単・迅速にAI/ML:Machine Learning関連データを収集・検証し、機械学習アルゴリズムをわずか数ステップで生成できると発表しました。

動画はコチラ

AI/ML必然性

既存MCU開発環境へEdge AIツール出力をライブラリとして取込むことは、ルネサス/STマイクロ共に簡単です。

しかし、非力なMCUに最適なAI出力ライブラリを得ることが簡単か否かは、現在、筆者は分かりません。多分、この判断には、多少なりともAI/ML知識が必要になるでしょう。

AI/ML担当者とEdge MCU担当者、2人いれば問題は少ないです。しかし、Edge MCU開発者が両者を兼務することが、既存MCU IDEへAIツール統合の流れとマッチすることから必然だと思います。

ハードウェアとソフトウェア担当が別れるように、AI/MLとMCUソフトウェア担当が分離することを筆者は想定しにくいです。

Summary:急増Edge MCU AI対策

Edge MCU AI製品とAIなしのMCU製品を比較したSTマイクロの動画(7:34)は、興味深いです(リンク先下方に動画あり)。AI実装有無が、MCU製品の差別化要因になることを示しています。

また、Windows AI:Copilot機能の普及は、MCU製品顧客へも大きな影響を与えると思います。PCでのAI活用事例が多くなり、AIメリットを認識する顧客が増えるからです。

MCU開発者は、Windows AI普及に合わせて増加するであろうEdge AI/ML知識も備えておく必要があります。MCUベンダ各社は、Edge AI/MLセミナを活発化します。是非参加して、基礎知識を獲得しましょう!


RA用FSP v4.5.0リリース

2023年6月28日、RA用FSP v4.5.0同梱e2 studio 2023-04がリリースされました。FSPのみがv4.4.0からv4.5.0へ更新され、e2 studioは、前回更新2023-04と同じです。FSP追加機能が下記です。

FSP v4.5.0追加機能
FSP v4.5.0追加機能

Reality AIサポート

API自動生成ツール:FSP v4.5.0追加機能で目新しいのが、Reality AIサポートです。

Reality AIは、ルネサスRAファミリ用のAI開発ツールで、AI処理にはCortex-M7クラスMPUが必要と思われていたのを、低コスト、低消費電力なMCUでも人物検出やモータ故障検出などのAI処理を実現できる特徴があります。

関連投稿:AI MCU

e2 studio 2023-04

IDE本体:e2 studio 2023-04は、更新無しです。

従って、前回更新で驚かされたユーザインタフェース:「消えたプロジェクト選択リスト」も不変です。下記の通りFSP v4.5.0インストール直後のダイアログで全ての内容に✅を入れて確認しました。

e2 studioインストール直後のアクション
e2 studioインストール直後のアクション

FSP v4.5.0 AI Data Collector/Shipper API

FSP v4.5.0 User’s Manual(英文)は、コチラからダウンロードできます。FSP v4.5.0追加Reality AI機能は、AI Data Collector/Shipperの2個のミドルウェアAPIです。

FSPのNew Stackを展開すると、新たにData Collector/Shipperの2個Stackが追加されました。Arm CMCIS5 NN Library Sourceは、前版からありました。

FSP v4.5.0.で追加されたAI Statck
FSP v4.5.0.で追加されたAI Statck

具体的にこのミドルウェアAPIとAI関連StackでどうやってAI処理を実現するかは、e2 studio FSP Summaryタグのフクロウアイコンクリックで表示されるData Shipper Basic ExampleやData Collector Basic Exampleを見ても筆者には、良く判りません。

Summaryフクロウアイコンで示されるBasic Examples
Summaryフクロウアイコンで示されるBasic Examples

FSPの極簡単な利用方法は、1)Stack配置、2)Property設定、3)Generate Project Content、4)Basic Example流用です。しかし、AI処理は、この方法では判らないAI学習などがありそうです。別途アプリケーションノート参照が必要でしょう。

だた、これらAI関連は、現在未発売のRAファミリ最上位RA8シリーズ(Cortex-M85+Helium)用の先行サポートだと筆者は思います。

Summary:RA2/4/6プロジェクトFSP v4.5.0アップグレードOK

RA用FSP v4.5.0同梱e2 studio 2023-04がリリースされました。FSP のみv4.4.0からv4.5.0へ更新、e2 studioは2023-04のままです。

FSP v4.5.0追加機能は、最初に図示したReality AIなどですので、RA2/4/6シリーズには当面無関係、今後発売されるRA8シリーズ用だと思います。

従って、旧FSP開発RA2/4/6プロジェクトをFSP v4.5.0へ更新すると、下記ワーニング表示がありますが、問題なくビルド、デバッグができます。

FSPアップグレードワーニング
FSPアップグレードワーニング