先评估后付费,Arm Flexible Access如何加速博通BK7259落地

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11月9日,安谋科技携手博通集成举办“Tech Talk AI技术开放麦”联合直播,博通集成产品与解决方案事业部总经理吕学礼在直播期间接受采访,围绕BK7259边缘AI高性能芯片的产品亮点、Arm Flexible Access灵活授权方案的应用体验,以及双方合作价值展开深入分享。

在端侧AI从云端加速下沉的背景下,越来越多智能硬件需要在本地完成感知、推理与动作的实时闭环。博通集成推出的BK7259,将无线连接、多媒体处理与端侧AI集成于同一平台,搭载Arm Cortex-M52(“星辰”STAR-MC2)与Cortex-M55双核架构以及Ethos-U65 NPU,以0.3 TOPS AI算力支撑视觉识别、语音交互、运动控制等任务。吕学礼直言:“端侧AI的价值不只是把模型跑起来,更重要的是让完整链路持续协同、让AI硬件真正可量产。”

一颗芯片“顶一套”:双域架构解端侧AI系统级难题

AI正从云端向边缘侧加速下沉,新型智能终端的共同点,是有摄像头、有麦克风、有屏幕与电机,还要连网,需在本地完成感知、理解、表达、动作的闭环;而传统芯片解决方案很难同时满足体积、功耗与成本。

BK7259定位为新一代边缘AI高性能芯片,主要面向小体积、低功耗的智能硬件,如桌面机器人、口袋机器人、智能玩具、小型具身设备、机器狗等。“这类产品对芯片的集成度、实时性、功耗和成本提出更高要求。”吕学礼指出,“以往这类硬件,需要2到3颗芯片:一颗主控、一颗连接芯片,可能还挂一颗端侧AI芯片。拼在一起的后果是硬件复杂度高、成本高,产品体积也难以压缩。”

他表示,BK7259的强大不在于某一项参数,核心是实现了“一颗顶一套”:无线连接、显示、AI在芯片内部完成闭环,同时依靠双域架构把实时处理和智能计算做隔离,整体实现高集成度、高实时性、低功耗和高安全性四大优势。

具体来看,芯片划分为两大处理域,无线处理器采用32位双核,WiFi、蓝牙、802.15.4全部协议栈运行于此;应用处理器域由Cortex-M52、Cortex-M55搭配Ethos-U65 NPU组成,业务逻辑、UI界面、AI推理在此运行。“这样协议栈的实时性不会被应用层长任务打断,应用算力也不会被通信协议抢占。”吕学礼说,市面上很多同类方案采用单核承载全部任务,跑分亮眼,但实际落地容易出现“联网就掉帧、跑AI模型就断连”等问题,因此异构不是把核堆在一起,而是把“实时”和“智能”隔离好。

除了架构隔离,BK7259还具备完整全链路多媒体能力。从ISP图像信号处理、VPU视频编解码、2.5D GPU到DPU显示输出形成完整通路;音频方面集成多路ADC/DMIC、硬件VAD、多段EQ等。这套能力可将外接摄像头桥接芯片、音频Codec、屏驱动、外挂DDR从BOM中移除,降低整机器件数量。功耗方面,WiFi保活DTIM10仅70μA,深度睡眠最低2.5μA;安全方面依托TrustZone、独立安全单元、国密算法引擎,实现安全启动、安全FOTA、TEE可信执行全套能力;连接方面集成WiFi6、双模蓝牙6.0、Thread/Zigbee/Matter以及2.4G私有协议。

“我们更看重真实业务下的推理帧率,而不是单纯比拼TOPS峰值算力。”吕学礼介绍,搭载Ethos-U65 NPU,在448KB专用SRAM条件下实测,MobileNetV2可达84fps,单帧仅12毫秒,能够支撑多路摄像头、多AI任务并发,交互全程不掉帧。目前,BK7259已覆盖智能门锁、门铃、中控面板、AI眼镜、IPC、桌面机器人、车载交互、小型具身设备等场景。其中,中控面板已实现量产,门锁、门铃相关头部客户正在评估导入。

先评估、后付费:Arm Flexible Access方案把“技术押注”变成可验证决策

BK7259发布两个多月时,已有数十家客户在选型、验证,甚至已有客户开始出货,产品快速落地的背后,离不开Arm Flexible Access方案与Arm全球技术生态的支撑。其所搭载的Cortex-M52、Cortex-M55及Ethos-U65等IP,均通过该方案灵活选型、充分验证。

Arm Flexible Access方案把传统“先付费采购IP,再开展芯片研发”转变为“先做芯片研发验证,项目流片时支付IP费用”。传统模式项目启动前就要支付大额IP授权费;订阅模式把大额决策后移到流片环节,前期只需支付固定年费,并支持同时评估多套CPU、NPU组合。“它让架构决策变成可反复仿真验证的工作,而不是一次性技术押注。”吕学礼说。

对博通集成而言,这一模式带来三方面好处,一是降低企业决策风险,只需要先付8.5万美金的年费,即可对多个IP组合进行验证,找到最佳方案;二是缩短研发周期,验证多个组合后,可把已验证的IP、平台和软件用于并行项目,加快产品迭代;三是降低资金压力,大额授权费放在流片之后,减少前期研发投入压力。

BK7259采用的Cortex-M52/M55+Ethos-U65 组合,正是多方案评估对比筛选的结果。吕学礼透露,在芯片定义阶段,团队对多种架构路线搭建仿真,使用真实AI模型、带宽、唤醒场景做对比,综合功耗、面积、成本等因素后确定当前组合:Cortex-M55承担主控以及音视频、信号处理,Cortex-M52做实时控制和低功耗协处理,Ethos-U65则负责NPU推理。“三颗核分工不同,实践下来在功耗、成本和算力之间取得了平衡。”

值得关注的是,Arm Flexible Access方案适用于任何从事芯片设计或芯片制造的伙伴。对于博通集成这样已上市、产品线长、多项目并行的公司,它的吸引力不在“省钱”,更在于决策质量。吕学礼表示,产品线长、项目多,越需要把验证做在决策之前,而不是靠经验一把押注。

从IP供应商到联合开发伙伴:生态复利正在显现

在BK7259的架构选择上,博通集成为何选用Cortex-M52/M55与Ethos-U65组合,而非更常见的Cortex-A+外挂NPU方案?吕学礼解释,AI门锁、AI眼镜这类产品受电池续航、响应时延、成本三重硬性约束,Cortex-A搭配外挂NPU更适合插电设备、容忍秒级启动、允许堆硬件成本的场景;选择Cortex-M系列,核心是成熟软件生态,降低客户迁移成本,减少自身开发风险。

“两者不是替代,而是分工。”他说,当需要运行Android/Linux应用、4K多路编码、重型GUI框架时,选用Cortex-A方案;中控屏及以下电池类终端,则是BK7259这类MCU的主场。

这套Arm IP组合带来低功耗、强实时、毫秒级唤醒、高度集成、小型化封装等工程收益。吕学礼特别提到,降低异构开发复杂度的关键不在于IP数量多,而是整套IP原生协同统一:同一套编程模型、同一套调试体系、同一套安全语义。“异构芯片最大成本往往不是算力硬件,而是定位问题所耗费的时间。

从工程收益看,吕学礼算了一笔账:如果完全从零自研NPU,硬件之外编译器、驱动、量化工具、算子库需要以年为周期持续投入,投入团队规模达数十人;而采用Ethos-U65成熟IP,博通集成的工作量收敛为集成调优,仅需数个月周期,“这也是我们可以同步推进多条产品线的重要原因”。当前该方案下可订阅评估的成熟Arm IP已有90多个,并且会不断纳入新的IP。

软件生态方面,Ethos-U65背后的TFLite-Micro、Vela编译器、CMSIS-NN经过大量项目验证,拿到开发环境即可导入自有模型。博通集成在此之上做两层封装,把工具链、ISP/VPU前后处理整合进Beken SDK,客户一条命令即可完成编译;人脸、人体、手势、宠物、物品等常用模型的参考实现与量化配置,缩短客户从跑通Demo到调优落地的周期。

“我们和Arm生态协同贯穿全流程,从IP选型评估、架构性能建模、子系统集成、软件栈与工具链、验证调试到安全认证。”吕学礼表示,安谋科技在其中承担本地化技术支持与AE响应、IP交付合规、生态资源对接,相当于从单纯IP供应商转变为联合开发生态伙伴。展望未来,双方合作将走向联合定义产品的新阶段,更早参与IP路线评估、更深层次软件栈共建、携手培育开发者生态。

展望未来两三年,吕学礼判断端侧AI不止是多一个AI功能,而是整机架构变革,模型小型化、多模态化,NPU成中高端配置,Wi-Fi向6E/7演进,1080P与离线连续语音识别成为体验基线。“端侧推理能力会逐渐成为标配,并且能力会更强;多模态模型会进一步小型化并跑在端侧;端侧AI还会与连接能力结合,使设备成为家庭接入终端和多协议融合入口,包 Wi-Fi、蓝牙等,成为家庭网关入口之一。”

“一颗芯片的价值,最终体现在客户的BOM表和上市时间上,而不是跑分榜上。”最后,对这套合作模式,吕学礼也向同行给出了建议,“推荐大家使用Arm Flexible Access方案。芯片研发周期长、投入大,如果方向走错,不仅浪费资金,也浪费时间和市场机会。前期充分验证非常有必要,可以降低决策失误风险,避免芯片做出来后不满足市场需求。”

最后,吕学礼向开发者发出邀请,期待大家依托BK7259与Arm生态,推动端侧AI从“芯片能跑AI”走向创意快速产品化,并共同参与生态共创。

责编: 爱集微
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