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國芯科技AI MCU芯片新應用（1）：國芯科技與美電科技聯合推出AI傳感器模組，深度賦能工業和消費電子AI應用

發布日期：2025-03-18 瀏覽數：6780

半年孕育：首顆“智能果實”甜蜜來襲

2024年，國芯科技與戰略合作伙伴深圳美電科技有限公司（以下簡稱“美電科技”）展開了深度合作。雙方以國芯科技首顆端側AI芯片CCR4001S為核心，攜手推出AI傳感器模組，迅速且緊密地圍繞該模組開展全方位、多維度的應用開發工作。如今，這款模組已成功實現應用。 

技術革新：RISC-V 內核與 AI 加速結合

隨著人工智能技術的快速發展，AI芯片已成為半導體行業的焦點之一。國芯科技緊跟趨勢，于2024年7月底首次推出基于RISC-V架構的端側AI MCU芯片，瞄準快速發展的智能端側市場，旨在為各類終端智能應用提供高效、可靠的計算平臺。

國芯科技AI MCU芯片CCR4001S采用公司自主開發的RISC-V內核CRV4H，主頻230MHz。RISC-V作為開源指令集架構，因其極高的靈活性、出色的可擴展性以及顯著的成本優勢，正迅速成為芯片設計領域中的新選擇。RISC-V內核的簡潔性不僅可以明顯提升芯片的性能，并具有低功耗的特點，非常適合于物聯網（IoT）設備及其他邊緣計算場景。多年前，正是基于對CPU技術趨勢的深刻洞察，公司面向物聯網應用開發出了RISC-V指令架構極低功耗的CRV0 CPU和CRV4 CPU內核，并在此基礎上推出了更高性能的CRV4H CPU，性能超越M4，且帶有全國產化的生態和開發環境。

對準蓬勃發展、前景廣闊的AIoT市場，國芯科技開始發力RISC-V架構的AI芯片。CCR4001S集成了一個0.3 TOPS@INT8算力的神經網絡處理單元（NPU），專門用于加速AI任務。這一高性能NPU集成了卷積、池化、激活函數等多種硬件加速算子，能夠高效運行MobileNet、ResNet、VGG、EfficientNet、Yolo等深度學習算法，使設備能夠實時完成物體識別、目標檢測、圖像分類等復雜任務。NPU的設計還考慮到了低功耗和高性能之間的平衡，確保了在各種應用場景中都能實現卓越的表現。該NPU支持所有流行的深度學習框架（TensorFlow、TensorFlow Lite、PyTorch、Caffe、DarkNet、ONNX等），并通過量化、裁剪和模型壓縮等優化技術原生加速神經網絡模型，為更廣泛的應用提供AI計算能力。CCR4001S憑借RISC-V內核的高效靈活性與NPU的專用AI加速能力，為AIot領域提供了兼具低功耗、實時響應和邊緣智能的解決方案。

智能空調：AI推動空調從被動響應到主動感知的跨越式升級

端側AI應用部署具備低延遲推理與數據本地化安全優勢，基于CCR4001S上運行AI模型可實現智能空調快速響應的同時也為智能空調應用提供了安全可靠的技術保障。智能空調通過集成CCR4001S芯片+傳感器，結合YOLO目標檢測模型、舒適度建模和多模態數據融合等技術，實現了空調從被動響應到主動感知的跨越式升級。如：1.基于CCR4001S芯片部署端側神經網絡模型，融合熱電堆等傳感器，可以實現人體空間位置探測與空調動態風向控制，解決了傳統空調無法獲取空間內人數、位置與溫度分布的問題。2. CCR4001S芯片結合熱電堆傳感器、濕度等傳感器進行多模態人體舒適度建模，在端側實現人體舒適度判定，驅動空調溫度、風向與風速自適應調節。3.能耗是空調應用中的核心指標，CCR4001S芯片基于空調實時負荷預測（人員密度、環境溫度）優化提升空調系統能效。 

智能育兒：嬰兒看護的AI“芯動力”

由于攝像頭、傳感器與聲音模塊各自獨立運行，傳統物聯網終端的感知能力為孤立的傳感器架構與割裂的數據流處理機制所限，使得設備對環境態勢的認知呈現碎片化特征，無法形成完整、準確的環境感知，從而影響了物聯網系統在智能決策和自動化控制方面的性能和效果。國芯科技與美電科技合作構建的“感知-分析-決策”一體化架構，通過異構計算芯片實現視覺信息、生物信號與環境參數的多維度同步處理，正在重塑終端智能的底層邏輯。具體至嬰兒看護這一場景，上述“感知-分析-決策”一體化架構通過融合動作捕捉數據、體溫波動曲線及時序環境參數，形成對嬰兒狀態的立體化綜合判斷。在雙方合作形成的智能看護解決方案中，新架構創新性地實現了端側智能設備對復合型事件的精準判斷，通過優化計算架構完成發燒預警、踢被子檢測、呼吸抑制識別及嘔吐判斷等復雜場景的實時監控，較傳統云端架構降低約65%的系統部署成本并縮短40%的開發周期。這一突破不僅為消費電子領域的AI應用落地提供了可驗證的技術路徑，更為后續多場景應用擴展奠定了可復用的架構基礎。

柳暖鶯多語，花明草盡長。乘著自主可控的RISC-V CPU和AI NPU的春風，國芯科技正與美電科技以及其他生態鏈合作伙伴，攜手共進，不斷挖掘并把握端側AI MCU芯片在工業和消費電子領域的迭代機遇，致力于推動產業創新與產品突破，以辛勤的耕耘，期待在秋天結出更優質、更智能的累累碩果。 

國芯科技


蘇州國芯科技股份有限公司（688262.SH）成立于2001年，是一家聚焦于國產自主可控嵌入式CPU技術研發和產業化應用的芯片設計公司。公司在RISC-V架構方面擁有深厚的技術積累，并致力于推動AI技術與RISC-V架構的深度融合。為更多領域人工智能產品落地提供優質方案與服務。

美電科技


深圳美電科技有限公司作為國家級高新技術企業，專注于遠紅外熱成像技術的場景化應用創新。公司在低分辨率紅外陣列傳感器應用領域構建了從傳感器應用、光學系統優化到場景化應用開發的全棧式技術閉環，形成獨特的垂直整合能力。在AIoT技術演進背景下，美電正著力打造感知-決策一體化算法架構，通過溫度場建模與行為模式識別的深度耦合，構建面向消費領域的終端數據價值轉化鏈路。