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Cortex-M平台CMSIS-NN推理加速全实战

共计 30 章节

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Cortex-M与AI推理

Cortex-M处理器家族概览 · 为什么要在MCU上做推理 · CMSIS-NN的定位与优势

开发环境搭建

MDK/STM32CubeIDE安装 · CMSIS-NN软件包获取 · 工程模板创建

开发环境搭建MDK/STM32Cub…

CMSIS-NN核心概念

神经网络基础回顾（卷积 · 池化 · 全连接）

CMSIS-NN核心概念

卷积层加速（上）

arm_convolve_s8()函… · 输入输出张量布局 · 权重与偏置的格式要求

卷积层加速arm

卷积层加速（下）

arm_convolve_wrapp… · 性能对比与实测数据

卷积层加速arm

池化层实现

arm_max_pool_s8()与… · 池化窗口与步长配置 · 边界处理技巧

池化层实现arm

全连接层与Softmax

arm_fully_connecte… · arm_softmax_s8() · 输出后处理与反量化

Softmax全连接层

arm_relu_s8() · arm_relu6_s8() · LeakyReLU的自定义实现

激活函数arm

数据预处理与后处理

输入归一化 · 输出解码 · int8与float之间的转换

数据预处理后处理

模型转换与权重提取

TFLite模型转CMSIS-NN权… · 使用xxd工具生成C数组 · 权重排布验证

模型转换权重提取

内存管理策略

CMSIS-NN的缓冲区需求 · 双缓冲机制 · SRAM与Flash的权衡

内存管理策略CMSIS-NN

性能分析与Profiling

使用DWT计数器 · 计算MACs与吞吐量 · 瓶颈定位方法

Profiling性能分析

调试与验证

逐层输出比对 · 与Python推理结果对齐 · 常见错误排查

经典模型实战（一）

MobileNetV1在Cortex… · 层融合技巧

经典模型实战MobileNetV1

经典模型实战（二）

TinyMLPerf基准测试 · Keyword Spotting模型…

经典模型实战TinyMLPerf

经典模型实战（三）

Person Detection模型 · 图像分类模型（CIFAR-10）

经典模型实战Person

多模型协同

模型分区加载 · 运行时切换 · 看门狗与超时保护

多模型协同模型分区加载

低功耗优化

WFI指令与推理结合 · 动态电压频率调整（DVFS） · 推理功耗实测

低功耗优化WFI

CMSIS-NN v6.x新特性

MVE（Helium）指令集支持 · 性能提升对比 · 迁移指南

自定义算子开发

基于CMSIS-NN的算子注册 · 自定义激活函数 · 自定义层

自定义算子开发CMSIS-NN

FreeRTOS任务管理 · 推理任务优先级设置 · 消息队列传递数据

传感器数据流水线

DMA采集 · 环形缓冲区 · 触发推理的时机选择

传感器数据流水线DMA

模型加密与保护

Flash读保护 · 固件签名 · 推理结果校验

模型加密保护

OTA更新与模型热加载

Bootloader设计 · 模型分区管理 · 版本回滚

多核异构架构

Cortex-M4与Cortex-M… · 核间通信 · 负载均衡

多核异构架构Cortex-M4

CMSIS-NN与NPU对比

硬件加速器 vs 软件优化 · 选型指南 · 混合推理方案

故障注入与鲁棒性测试

内存比特翻转模拟 · 看门狗恢复 · 异常处理

故障注入鲁棒性测试

生产部署最佳实践

测试覆盖率 · CI/CD流水线 · 量产烧录与校准

生产部署最佳实践测试覆盖率

边缘AI的演进 · CMSIS-NN未来路线图 · 与TFLite Micro的融合

端到端语音命令识别系统 · 从数据采集到推理展示 · 性能调优全流程

综合项目端到端语音命令识…