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インテリジェント・センサ処理ユニット搭載6軸IMU エッジ内で意思決定!

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インテリジェント・センサ処理ユニット (ISPU) 搭載という特徴を備えた新世代6軸IMUが登場!

ISPUは高度に特化されたDSPで、異常検出、機器の自動化、アセット・トラッキング、アラーム、さらにはウェアラブル・アクセサリからハイエンドなパーソナル電子機器アプリケーションに至るまで、さまざまなものに最適なソリューションです。

ISPUは、超低電力で計算効率が高く、高性能かつプログラム可能なコアで、信号処理やAIアルゴリズムをエッジで実行できます。
小型で超低消費電力かつ高性能なプログラム可能なコアであるISPUは、STが開発した独自のアーキテクチャをベースとしています。

ISPUは、最大30個の個別ユーザー定義アルゴリズムを使用し、内部データ (加速度センサ、ジャイロセンサ、温度) および外部データ (センサ・ハブを介して外部センサと接続) の両方を処理できます。これらのアルゴリズムは、新しいデータ群がサンプリングされるたびに、アルゴリズム29からアルゴリズム0の順に実行されます。ISPUは、コード用の32KBおよび変数データ用の8KBの2つの個別RAMでサポートされており、クロックは5MHzまたは10MHzのいずれかで稼働するよう設定可能です。

2602 Long Copy 1

  • 標準アプローチ : センサが提供する生データをマイコンが読み込み、マイコンが処理を実行します。
  • プログラム可能なロジック・アプローチ : 特定の処理モデルを活用し、消費電力の最小化を目指します。割込み信号が発行されると、マイコンがモデルの結果を、また可能な場合は生データを読み込みます。 
  • 完全にプログラム可能なDSPアプローチ : 任意のカスタム・コード(演算およびコンパイラの制限を考慮)をセンサ内部で実行します。マイコンはセンサから出力された処理済みデータを読み込みます。

一般的には、プログラム可能なロジック・アプローチ、または完全にプログラム可能なDSPアプローチを活用すれば、以下のメリットがあります。

  • マイコン内部で同一の機能を実行する場合と比べ、内蔵機能の消費電力を低減
  • センサからのデータ読み込みは、割り込みがトリガされるイベントに限定可能
    ➡そのほかの時間には、マイコンはSLEEPモードを維持
  • センサとマイコン間のI²C/SPIバス上のトラフィックが減少
  • マイコンのオフロード : 処理時間を別の目的に使用できる。また、より安価なマイコンの選択可
     

以下のようなアプリケーションでのご使用がお薦めです。

主な特徴

ISM330IS

  • 3軸加速度センサの測定範囲:±2g / ±4g / ±8g / ±16g
  • 3軸ジャイロセンサの測定範囲:±125dps / ±250dps / ±500dps / ±1000dps / ・±2000dps
  • 内蔵ISPU:エッジ内で信号処理とAIアルゴリズムを実行してシームレスなデジタルライフ経験を提供できる、超低電力の高度にプログラム可能なコア
  • 低消費電力:高性能モードで0.59mA、低電力モードで0.46mA (ジャイロセンサと加速度センサのみでISPUは含まない)
  • 低ノイズ:高性能モードで70µg/√Hz
  • 追加可能な外部センサ(最大4個)からデータを効率的に収集するセンサ・ハブ機能
  • SPI / I²Cシリアル・インタフェース
  • アナログ電源電圧:1.71V~3.6V、独立I/O電源(1.62V)搭載
  • 動作温度範囲:-40℃~+85℃
  • 温度センサ搭載
  • コンパクトなフットプリント:2.5mm x 3mm x 0.83mm
  • ECOPACKおよびRoHS準拠
  • 製品リリースから10年の製造保証、インダストリ5.0対応

製品情報は下記を参照下さい。
製品ページ (ISM330IS)

下記URLにISPU概要説明の動画がございます。
動画ページ (What is an ISPU?)
 

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評価ツール

MEMSマザーボード STEVAL-MKI109D + ISM330IS アダプタボード STEVAL-MKI230Aの組み合わせに加えて、
MEMSセンサ向けソフトウェア・ソリューション MEMS-Studio (無償)のGUIをご利用により、センサ動作の確認・評価が可能となります。
 

 

ISPUのプログラム方法

ISPUを使ったAIソリューションでさまざまなニーズに対応できます。
MEMS-Studioを使用すると、独自のニューラル・ネットワーク・モデル (Keras、TensorFlowLite、ONNXで作成したもの)を、ISPU向けに最適化されたCコードに変換できます。

ISPUツールチェーン (Cコンパイラ)
STは、非常に複雑なAIモデルを実装する際にも役立つライブラリやサードパーティ製ツールとIDEの開発エコシステムで、ISPUのプログラミングをサポートします。

ST Edge AI Core
マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、MEMSセンサなどの各種STデバイス用のエッジAIモデルを最適化およびコンパイルするためのコマンド・ライン・インタフェース(CLI)ツールです。

 

関連情報:GitHubにある、エッジAI向けのすぐに使用可能なアプリケーション例

STのGitHubリポジトリでは、人の行動認識、頭部の動き、予知保全のための振動モニタリングなど、MLCとISPUの両方のアプリケーション例が公開されています。それぞれの例をすばやく使い始めるためには、READMEファイルの詳細情報をご覧ください。


詳細情報:

STMicroelectronics GitHub
機械学習コア(MLC)のGitHubリポジトリ
インテリジェント・センサ処理ユニット(ISPU)のGitHubリポジトリ
 

 

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