過去20 多年來，我們與不同技術的互動方式已發生巨大變化，如今我們可以從能夠感測、處理和採取行動的各種智慧型裝置中獲益，意法半導體（ST）稱為 「Onlife 時代」（Onlife Era）。在這個時代，終端使用者的體驗可以運用不同裝置、裝置內容和實際世界之間所產生的融合。

回顧過去，標準封裝的 MEMS 感測器本身擁有可程式化核心的想法令人難以置信。Edge AI 世界中的感測器所面臨的新挑戰，是將智慧處理單元整合至一塊極小矽晶片中的能力，並在不同特性之間取得平衡。

首先，在不影響處理能力的情況下，採用以微瓦為單位的功率運算。接著，是有限的物理處理和記憶體儲存空間，並將經驗證的感測器技術架構整合非破壞性的解決方案納入考量。最後，是針對系統設計人員提供感測器選擇的相容性和彈性，以及提供開放性解決方案給為數以百萬計的嵌入式系統開發人員。

圖一

而目前ST設法在MEMS感測器中嵌入可程式化核心，以符合所有市場需求，這稱為 「ISPU」，即智慧感測器處理單元（Intelligent Sensor Processing Unit）。

ISPU以專屬數位訊號處理為基礎，其以C語言進行程式設計，並在超低功率硬體電路中採用CMOS技術，以進行即時混合精準AI執行。這款減少指令集處理器可使量化AI感測器能夠支援全精度到single-bit的神經網路，以利從慣性資料中取得最大動作識別與異常偵測準確度。

圖二

工業 AI 的新趨勢是能夠在感測器內執行機器學習演算法，而非使用微控制器。ST 已開發出一套商業產品—ISM330IS，可執行工業市場中常用的複雜應用。最佳化的超低功率硬體電路可即時執行演算法，這是無線感測器節點中的最先進的功能，範圍從小型設備或配件到工業5.0的企業解決方案（如異常偵測、資產追蹤、工廠自動化等）皆適用。採用ISPU的全新裝置為需處理複雜情況的工業應用帶來全新面貌。例如在需要24小時控管的情況中，需要快速反應，同時也因採用電池供電而使功率預算十分緊繃；ISM330IS可針對工業設備的狀態監控提供複雜的異常偵測演算法，像是機器手臂和一般設備的改裝等確實受到電力和空間限制的應用。

圖三

最新版本的NanoEdge AI Studio擴大適用範圍，除了STM32微控制器產品組合外，還可支援ISPU MEMS感測器。NanoEdge AI Studio程式庫可在ISM330ISN ISPU 上免費使用。藉由這種方式，ISPU可輕鬆成為最佳化異常偵測解決方案，可學習現場的真實行為，無須重新訓練。

圖四

下圖標示出在 ISPU 中執行演算法時，部分可供使用的程式庫，以及耗電量的使用狀況。

圖五 : 使用 ISPU 輕鬆增強應用

因此，採用 ISPU 的感測器是工業應用民主化的新篇章，您可以想像如何運用 ISPU 的功能來執行複雜工業應用。