ST推出首款集成Neural-ART NPU的汽车MCU Stellar P3E，如何加速车载AI应用普及？

意法半导体（ST）近期正式推出了其Stellar系列车规级微控制器（MCU）平台的新成员——Stellar P3E。这款产品的最大亮点在于，它是ST首款集成了专有Neural-ART硬件加速器的汽车MCU。与那些不具备专用机器学习IP的同类MCU相比，其在推理运算上的性能提升高达20到30倍。这也是ST首次将Neural-ART加速器的变体应用于非STM32家族的设备中，标志着其NPU（神经网络处理单元）技术的影响力正从通用和工业领域，扩展至对性能、可访问性及开发生态要求更为严苛的汽车行业。

车载人工智能面临的双重挑战

将机器学习（ML）应用于汽车领域被视为“圣杯”，但实现之路充满挑战，主要可归结为两点：

1. 计算挑战：车辆系统通常有严格的资源限制，包括有限的RAM和计算能力，极易出现过载。同时，车载系统的运行时间必须是确定或接近确定的，并且整个系统必须具备极高的可靠性，内置完善的安全保护机制，毕竟车辆在高速行驶时无法进行“重启”。

2. 高进入壁垒：即便拥有了支持机器学习运算的硬件单元，如何获得合适的模型、训练神经网络，并针对特定MCU的RAM、存储和计算限制进行网络优化，以实现流畅的推理操作，是另一大难题。这需要大量专业知识和资源投入，成为了许多小型团队进入市场的主要障碍。

Stellar P3E：降低车载AI开发门槛的解决方案

正是为了应对上述挑战，ST推出了Stellar P3E。其内置的Neural-ART加速器与STM32N6中的NPU技术同源，但通过打造更易访问的生态系统来降低开发难度。

• 更友好的开发生态：开发者可以利用ST提供的模型模板和开发工具。例如，工程师可以使用ST Edge AI Suite进行智能边缘应用的初期探索和验证。这使得使用自有模型或ST的预训练模型变得更加简单，并能充分利用ST的自动化量化、模拟和安全验证系统。
• 为汽车场景定制优化：ST将为Stellar P3E定制解决方案，例如在其模型库中增加针对汽车环境常见任务（如异常检测、自适应控制、智能虚拟传感器）的新模型。ST还对P3E中的NPU进行了针对性调整，使其更专注于处理感知与执行等时间序列数据，从而在不牺牲性能的前提下实现更高的系统效率，为预测性维护、智能驾驶模式等应用打开了大门。

技术核心：为高性能与高集成度而设计

Stellar P3E旨在为快速、安全地构建“多合一”（X-in-1）电子控制单元（ECU）模块提供新方法。

• 强大的多核实时处理：新品拥有六个Cortex-R52+内核，最高运行频率达500 MHz，是该内核系列迄今最快的频率，使产品系列的CoreMark分数超过8000。它支持内核锁定步进模式（两个内核镜像运行以实现高可用性）和分离步进模式（内核独立运行以提升性能），以满足ASIL-B等级应用对功能安全和性能的双重要求。
• 大容量高可靠存储器：Stellar P3E配备了19.5 MB的下一代相变存储器（xMemory PCM）。ST改进了技术，采用每单元一比特结构以达到车规级稳健性。这片嵌入式存储器专用于代码存储，支持通过双镜像实现空中（OTA）安全更新及版本回滚。
• 丰富的连接与控制接口：为满足先进应用（如双电机控制）的需求，MCU提供了多达106个ADC通道（包括98通道SAR/SDADC和8通道低功耗ADC）、高分辨率定时器及冗余传感支持。它还集成了千兆以太网接口，便于在X-in-1 ECU架构中，将车载充电器、DC-DC转换器等组件高效集成到单一系统中。

更多关于Stellar P3E的详细技术信息，可查阅ST官方博客：https://blog.st.com/stellar-p3e/ 。对于嵌入式系统开发者和汽车电子工程师而言，这类硬件平台的演进正不断拓宽软件定义汽车和车载人工智能应用的想象边界与实践路径。想要深入探讨更多底层技术原理和行业动态，欢迎访问云栈社区的相关板块进行交流。