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CMSIS-NN模型量化在单片机部署的实战

共计 30 章节

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嵌入式AI概述

从云端到边缘的AI部署趋势 · 为什么选择ARM Cortex-M与… · 课程目标与前置知识准备

CMSIS-NN库初探

CMSIS-NN的架构与核心模块 · 支持的算子与数据类型 · 在STM32CubeMX中集成CMS…

CMSIS-NN库初探

模型量化基础

什么是量化 · 对称量化与非对称量化 · 量化参数（scale

模型量化基础什么是量化

TensorFlow模型训练与量化

使用TF 2.x训练一个简单分类模型 · 使用TFLite Converter… · 量化感知训练（QAT）简介

TensorFlow模型训练

模型导出与格式转换

将Keras模型转换为TFLite · TFLite到CMSIS-NN权重格… · 使用xxd工具生成C数组头文件

模型导出格式转换

CMSIS-NN算子详解（上）

arm_convolve_s8 · arm_depthwise_conv… · arm_fully_connecte…

CMSIS-NN算子详解

CMSIS-NN算子详解（下）

arm_avgpool_s8 · arm_maxpool_s8 · arm_softmax_s8

CMSIS-NN算子详解

内存管理与缓冲区设计

激活缓冲区（activation b… · 权重与偏置的存储布局 · DMA与内存对齐

内存管理缓冲区设计

构建推理引擎（上）

模型结构解析 · 层（Layer）的抽象与注册 · 前向传播流程设计

构建推理引擎模型结构解析

构建推理引擎（下）

多线程与中断安全 · 看门狗喂狗策略 · 低功耗模式下的推理

构建推理引擎多线程

实战项目一

手势识别（上）——数据集准备与模型训… · 训练一个轻量级分类器

实战项目一手势识别

实战项目一

手势识别（下）——量化与部署 · 生成C代码 · 在STM32F4上运行推理

实战项目一手势识别

实战项目二

关键词唤醒（KWS）（上）——MFC… · 在MCU上实现MFCC的优化技巧

实战项目二KWS

实战项目二

关键词唤醒（KWS）（下）——模型部… · 部署到Cortex-M7 · 实时性能调优

实战项目二KWS

性能分析与优化（上）

使用DWT（Data Watchpo… · 算子级性能剖析

性能分析优化

性能分析与优化（下）

算子融合（Fuse） · 权重重排（Weight Reorde… · SIMD指令（MVE）的利用

性能分析优化

调试与验证

输出中间层张量进行对比 · 使用Python脚本验证MCU推理结… · 常见Bug排查（维度错误

CMSIS-NN v6.x新特性

新的调度器 · 支持Transformer类模型 · 性能提升对比

模型压缩技术

剪枝（Pruning） · 知识蒸馏（Knowledge Dis… · 结合量化的联合压缩

模型压缩技术Pruning

多模型部署与模型切换

Flash存储管理 · 模型分段加载 · 运行时动态切换模型

多模型部署模型切换

安全与可靠性

输入数据校验 · 看门狗与异常恢复 · 固件签名与安全启动

安全可靠性

实战项目三

异常声音检测（ASD）：数据增强 · 模型训练 · 在STM32U5上部署

实战项目三ASD

实战项目四

人脸检测（使用TinyYOLO） · 通道重排技巧 · 在Cortex-M55上实现实时检测

实战项目四TinyYOLO

在FreeRTOS中创建AI推理任务 · 任务优先级与栈大小设置 · 消息队列传递推理结果

外设驱动集成

摄像头（OV2640）驱动 · 麦克风（PDM）驱动 · SPI Flash存储模型

外设驱动集成OV2640

上位机通信与可视化

通过UART传输推理结果 · 使用Python上位机绘制实时曲线 · 命令行调试接口

上位机通信可视化

OTA升级与模型更新

Bootloader设计 · 模型分区管理 · 远程更新协议（基于MQTT/HTTP…

生产环境部署

量产烧录流程 · 测试夹具设计 · 产线校准与标定

生产环境部署量产烧录流程

常见问题与避坑指南

量化精度损失修复 · 内存溢出排查 · 算子不支持的处理

常见问题避坑指南

课程总结与未来展望

从CMSIS-NN到Ethos-U… · 边缘AI的发展方向 · 推荐学习资源

课程总结未来展望