半年孕育：首颗“智能果实”甜蜜来袭
2024年，国芯科技与战略合作伙伴深圳美电科技有限公司（以下简称“美电科技”）展开了深度合作。双方以国芯科技首颗端侧AI芯片CCR4001S为核心，携手推出AI传感器模组，迅速且紧密地围绕该模组开展全方位、多维度的应用开发工作。如今，这款模组已成功实现应用。
技术革新：RISC-V 内核与 AI 加速结合
随着人工智能技术的快速发展，AI芯片已成为半导体行业的焦点之一。国芯科技紧跟趋势，于2024年7月底首次推出基于RISC-V架构的端侧AI MCU芯片，瞄准快速发展的智能端侧市场，旨在为各类终端智能应用提供高效、可靠的计算平台。
国芯科技AI MCU芯片CCR4001S采用公司自主开发的RISC-V内核CRV4H，主频230MHz。RISC-V作为开源指令集架构，因其极高的灵活性、出色的可扩展性以及显著的成本优势，正迅速成为芯片设计领域中的新选择。RISC-V内核的简洁性不仅可以明显提升芯片的性能，并具有低功耗的特点，非常适合于物联网（IoT）设备及其他边缘计算场景。多年前，正是基于对CPU技术趋势的深刻洞察，公司面向物联网应用开发出了RISC-V指令架构极低功耗的CRV0 CPU和CRV4 CPU内核，并在此基础上推出了更高性能的CRV4H CPU，性能超越M4，且带有全国产化的生态和开发环境。
对准蓬勃发展、前景广阔的AIoT市场，国芯科技开始发力RISC-V架构的AI芯片。CCR4001S集成了一个0.3 TOPS@INT8算力的神经网络处理单元（NPU），专门用于加速AI任务。这一高性能NPU集成了卷积、池化、激活函数等多种硬件加速算子，能够高效运行MobileNet、ResNet、VGG、EfficientNet、Yolo等深度学习算法，使设备能够实时完成物体识别、目标检测、图像分类等复杂任务。NPU的设计还考虑到了低功耗和高性能之间的平衡，确保了在各种应用场景中都能实现卓越的表现。该NPU支持所有流行的深度学习框架（TensorFlow、TensorFlow Lite、PyTorch、Caffe、DarkNet、ONNX等），并通过量化、裁剪和模型压缩等优化技术原生加速神经网络模型，为更广泛的应用提供AI计算能力。CCR4001S凭借RISC-V内核的高效灵活性与NPU的专用AI加速能力，为AIot领域提供了兼具低功耗、实时响应和边缘智能的解决方案。
智能空调：AI推动空调从被动响应到主动感知的跨越式升级
端侧AI应用部署具备低延迟推理与数据本地化安全优势，基于CCR4001S上运行AI模型可实现智能空调快速响应的同时也为智能空调应用提供了安全可靠的技术保障。智能空调通过集成CCR4001S芯片+传感器，结合YOLO目标检测模型、舒适度建模和多模态数据融合等技术，实现了空调从被动响应到主动感知的跨越式升级。如：1.基于CCR4001S芯片部署端侧神经网络模型，融合热电堆等传感器，可以实现人体空间位置探测与空调动态风向控制，解决了传统空调无法获取空间内人数、位置与温度分布的问题。2. CCR4001S芯片结合热电堆传感器、湿度等传感器进行多模态人体舒适度建模，在端侧实现人体舒适度判定，驱动空调温度、风向与风速自适应调节。3.能耗是空调应用中的核心指标，CCR4001S芯片基于空调实时负荷预测（人员密度、环境温度）优化提升空调系统能效。
智能育儿：婴儿看护的AI“芯动力”
由于摄像头、传感器与声音模块各自独立运行，传统物联网终端的感知能力为孤立的传感器架构与割裂的数据流处理机制所限，使得设备对环境态势的认知呈现碎片化特征，无法形成完整、准确的环境感知，从而影响了物联网系统在智能决策和自动化控制方面的性能和效果。国芯科技与美电科技合作构建的“感知-分析-决策”一体化架构，通过异构计算芯片实现视觉信息、生物信号与环境参数的多维度同步处理，正在重塑终端智能的底层逻辑。具体至婴儿看护这一场景，上述“感知-分析-决策”一体化架构通过融合动作捕捉数据、体温波动曲线及时序环境参数，形成对婴儿状态的立体化综合判断。在双方合作形成的智能看护解决方案中，新架构创新性地实现了端侧智能设备对复合型事件的精准判断，通过优化计算架构完成发烧预警、踢被子检测、呼吸抑制识别及呕吐判断等复杂场景的实时监控，较传统云端架构降低约65%的系统部署成本并缩短40%的开发周期。这一突破不仅为消费电子领域的AI应用落地提供了可验证的技术路径，更为后续多场景应用扩展奠定了可复用的架构基础。
柳暖莺多语，花明草尽长。乘着自主可控的RISC-V CPU和AI NPU的春风，国芯科技正与美电科技以及其他生态链合作伙伴，携手共进，不断挖掘并把握端侧AI MCU芯片在工业和消费电子领域的迭代机遇，致力于推动产业创新与产品突破，以辛勤的耕耘，期待在秋天结出更优质、更智能的累累硕果。
