洞察：人工智能芯片、机器视觉芯片和智能语音芯片的速发展

五连环画

去年，地平线和科沃斯共同推出了行业内首个配备人工智能专用处理器的清扫机器人，引起了广泛关注。该系列清扫机器人配备了地平线旭日3边缘人工智能芯片。旭日3集成了地平线上比较先进的伯努利20架构人工智能引擎BPU。我国消费电子、新能源汽车、工控、家电、通信等多个ic市场需求表现出明显的增长态势，一起拉动对功率器件等的需求。

在服务机器人文章中，我们提到在国内服务机器人中，芯片的本地化率远高于工业机器人。在文章《从扫地机器人看服务机器人国内芯片》中，我们从扫地机器人开始，看到了两家国内芯片制造商在扫地机器人市场上占有相当大的市场份额。还有许多国内芯片制造商在服务机器人方向上展示了他们的技能。国内服务机器人的蓬勃发展不能与这些国内芯片的全力支持分开。


地平线


在智能驾驶场景的大规模应用后，地平线开始加速机器人核心的开放生态建设。去年，地平线和科沃斯共同推出了行业内首个配备人工智能专用处理器的清扫机器人，引起了广泛关注。该系列清扫机器人配备了地平线旭日3边缘人工智能芯片。


旭日3集成了地平线上比较先进的伯努利20架构人工智能引擎BPU。这种新的BPU架构可以大大提高对数控络架构的支持，显著降低人工智能算法对DDR带宽的占用率。BPU采用算法、计算架构和编译器联合设计，使人工智能性能在功耗不变的情况下提高数倍。与其他人工智能芯片相比，旭日3的DDR利用率提高了5倍左右，可以提供5TOPS的等效计算能力。人工智能的真性能可达到416FPS、60毫秒比较低延迟和25W超低功耗。


从终端机器的性能来看，机器人物体识别能力显著提高，对环境的感知有了很大的飞跃，现了从物体识别到空间感知的转变。在越来越智能机器人发展的道路上，可以预见，这种人工智能芯片将发挥越来越重要的作用。


炬芯科技


聚芯科技是比较早一波从事教育家庭机器人市场的芯片制造商。由于其高性价比的ADF5001BCPZ主控芯片，在业内得到了广泛的认可。其芯片在服务机器人应用中也专注于智能语音交互。之前的ATS3505主控芯片在国内很多教育家庭机器人中都有应用。目前主要推广ATS3607D、ATS3609D和ATS2837。


这些芯片采用高计算能力异构双核架构，集成模块，内置大容量DDR。ATS3607D和ATS3609D是840MHC-A5加350MHCEVAX2DSP核，ATS2837是240MH的32位RISC加400MHCEVATL420DSP核。


这种芯片集成了蓝牙收发器，具有丰富的基带功能处理器和蓝牙音频配置文件，还集成了高质量的音频编解码器，适用于语音预处理算法和后处理音效算法，可以满足智能语音交互中各种场景的需求。这种低待机功耗、高交互性的芯片产品在国内服务机器人中非常受欢迎。


肇观电子


肇观电子的人工智能视觉芯片不仅广泛应用于服务机器人中，还广泛应用于各种需要视觉应用的机器人中。NE-N、NE-D和NE-V的视觉处理芯片不仅具有计算能力和图像处理能力，而且具有丰富的视觉感知能力。


N系列集成领先的ISP内核，具有强大的CVK24TOPSINT812TOPSFP16计算能力，可提供8M4M3M像素级图像和视频采集处理能力，同时内置3D降噪和HDR功能。


D系列针对机器人开发低功耗高性能芯片，在N163A芯片的基础上，增加了高性能双目深度视觉处理的单独硬件CVKSLAMIP，进行时计算机视觉特性处理。集成高精度CVKSLAM和3D深度计算引擎的芯片，可以大大降低机器人厂商在视觉导航和视觉识别方面的工作难度。从芯片性能的角度来看，D系列支持DSP和单独CNN，比较高12TOPS神经络计算能力。同时，FPSTOPS的利用率在行业内处于较高水平，FP16没有精度损失，INT8精度损失为1%。这种视觉处理能力疑是足够的，丰富的外围接口可以更好地满足机器人制造商的发展需求。


总结


随着人工智能芯片、机器视觉芯片和智能语音芯片的速发展，服务机器人的性能和智能化程度得到了显著提高。在家庭、商业、医疗、教育等领域，服务机器人得到了广泛的应用，并获得了良好的市场认可。服务机器人正朝着感知更敏感、操作控制更精细、交互更智能的方向发展。感知、操作控制和交互能力的提高取决于上游芯片性能的提高。