AI与单片机之:STM32上运行AI大模型的四种方案!(含案例,建议收藏)

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作者：微信文章
▼点击下方名片，关注公众号，获取更多精彩内容▼前几天小编写了2篇文章“为什么AI会改变单片机的未来？”单片机上如何运行AI？单片机如何“学会思考”之TinyML崛起！（含案例，建议收藏），引起了非常多的留言、关注和加群讨论。但是，仍然有读者朋友给小编留言，能否整理一些关于比较常用芯片比如STM32实用AI大模型的案例。为了满足粉丝朋友的诉求，小编整理了“在STM32单片机上运行AI大模型的”真实案例。从粉丝的一个问题引出本文的思考：AI 模型能跑在 STM32 上吗？一：先说结论先说结论：不仅能跑，还一共有四种方案。方案一：STM32官方提供的 STM32Cube.AI（X-CUBE-AI）其实原理是我们把在 PC 上训练好的神经网络自动转换成可在 MCU 上运行的 C 库；然后在自己的软件/代码工程中调用已经编译产生的C库。

方案二：直接用 TensorFlow Lite Micro（TFLM）+ CMSIS-NN 在 STM32 上做端侧推理。
TensorFlow是由谷歌开发并开源的一个机器学习库，它支持模型训练和模型推理。这里提到的TFLM，全称是TensorFlow Lite for Microcontrollers，翻译过来就是“针对微控制器的TensorFlow Lite”。

它适用于微控制器和其他一些仅有数千字节内存的设备。

可以直接在“裸机”上运行，不需要操作系统支持、任何标准 C/C++ 库和动态内存分配。核心运行时在 Cortex M3 上运行时仅需16KB，加上足以用来运行语音关键字检测模型的操作，也只需 22KB 的空间。
方案三：NanoEdge AI Studio
对于“异常检测/分类/回归”这类小模型，还可以用 NanoEdge AI Studio 生成适配 STM32 的库。

Nanoedge AI Studio是用于STM32部署边缘AI的软件，Studio可生成四种类型的库：异常检测、单分类、多分类、预测。它支持所有类型的传感器，所生成的库不需要任何云连接，可以直接在本地学习与部署，支持STM32所有MCU系列。方案四：STM32N6 + NPUSTM32N6 这代芯片把 NPU（Neural-ART）直接塞进 MCU，峰值可达百亿次级别运算，面向更重的视觉/音频任务——这等于把“在 STM32 上跑 AI”从“小巧求稳”，推进到“更大模型也能实时”。

二：四种方案的对比？该怎么选择？

路线	适用任务	优点	注意点
STM32Cube.AI（X-CUBE-AI）	小到中等 CNN/MLP、KWS、人形检测、回归/分类	图形化/命令行一体，自动把模型转成优化的 C 代码；新版本支持 ONNX 量化网络与在线开发/板农场验证	模型算子需被支持；建议 Int8 量化；结合板端性能页面做预估
TFLite Micro + CMSIS-NN	经典 TinyML 示例（hello_world、kws、gesture、person_detection）上面文章中提到过的	开源、可控；CMSIS-NN 将核函数映射到 Cortex-M，常见可获 4–5× 提速/能效改善	需要自己选/裁剪算子与内存；工程化工作量稍大
NanoEdge AI Studio	异常检测、简单分类/回归（工业声音、振动等）	向导式生成库，数据量要求低，上手快	黑盒程度更高，适合追“快落地”的项目
STM32N6 + NPU	更重的视觉/音频（目标/人形、语音场景）	MCU 等级首次具备“类 MPU”级别的 AI 推理吞吐；官方工具链直接支持	面向新芯片与生态，需对齐支持的模型/算子与工具

三：直接上干货：可复制的案例分享方案2案例：STM32 AI Model Zoo（图像分类等多任务）

STM32 AI 模型库（Model Zoo）是一个针对 STM32 微控制器优化的可以直接用于设计参考的机器学习模型集合。

（1）它包含大量面向应用的模型，这些模型通常可以直接用于再训练（retraining）。

（2）提供在标准数据集上已经预训练好的模型。

（3）附带脚本，用以简化在用户自己数据集上对任一模型进行再训练、量化（quantization）、评估或基准测试（benchmarking）的过程。

（4）提供将用户 AI 模型自动生成对应应用端代码（部署代码）的示例。

关注本公众号：回复“STM32 AI Model Zoo”可以获取到小编已经为读者朋友准备好的下载链接。
下面是针对AI模型库的案例集：（字体太小可以将下面图片保存到自己手机中放大查看）。


方案2案例：TensorFlow Lite Micro（配 CMSIS-NN）STM32 TFLM Demos（KWS/手势/人形等）

上面的案例中包含了最基础的 “Hello World”，以及语音命令识别（Micro Speech）、手写数字分类（MNIST）等工程模板，可以从零起步逐层提升我们学习在单片机中使用AI的能力。关注本公众号：回复“stm32-tflm-demo”可以获取到小编已经为读者朋友准备好的下载链接。方案3案例：NanoEdge AI StudioNanoEdge 数据采集 + 在线训练 + 上板推理（电流/振动/声音）


这个案例可以实现在STM32平台上实现数据记录（datalogging） 功能，并集成 NanoEdge AI 库用于异常检测 / 模型学习 / 推理。包括示例C代码、NanoEdge AI 所需库、硬件连接说明、多个开发板与传感器的组合支持。关注本公众号：回复“stm32ai-nanoedge”可以获取到小编已经为读者朋友准备好的下载链接。

方案4案例：STM32（集成 NPU，如 STM32N6）

这个案例是应用在 STM32N6 系列开发板的入门级图像分类示例工程。它展示了如何利用 STEdgeAI 工具将量化后的AI模型部署到 STM32N6 平台上，并通过Neural-ART NPU 加速器实现高效推理。包含了完整的图像采集、预处理、分类显示流程，可在STM32N6570-DK 等硬件上运行。通过该示例，开发者可快速上手 STM32N6 的 AI 部署流程，体验端到端的图像分类应用，从模型生成到实时推理一站式实现。关注本公众号：回复“stm32 N6”可以获取到小编已经为读者朋友准备好的下载链接。可以加小编的微信，将上面所有案例一次性共享给您。
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