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16. TinyML硬件选型：低功耗MCU、传感器与电源芯片匹配

共计 30 章节

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TinyML硬件选型的意义 · 学习目标 · 课程整体框架与适用人群

课程导入TinyML

什么是TinyML · 典型应用场景 · 端侧推理对硬件的核心需求

TinyML什么是

低功耗MCU核心指标

架构（ARM Cortex-M/RI… · 主频 · Flash/RAM

主流低功耗MCU对比

STM32L系列 · ESP32-S3 · nRF52/53

MCU主流低功耗

MCU的AI加速能力

DSP指令 · FPU · NPU/向量扩展（如Helium

传感器选型基础

常见传感器类型（加速度计 · 麦克风 · 摄像头

传感器选型基础常见传感器类型

传感器接口与数据格式

I2C/SPI/UART/PDM/C… · 采样率 · 位深

传感器接口数据格式

传感器功耗与唤醒策略

低功耗模式 · 中断唤醒 · FIFO缓冲

传感器功耗唤醒策略

电源芯片选型基础

LDO · DC-DC · 负载开关

电源芯片选型基础LDO

电源效率与噪声

静态电流 · 转换效率 · 纹波噪声对模拟传感器和无线模块的影响

电源效率噪声

电源与MCU匹配

电压域 · 电流峰值 · 上电时序

传感器与MCU匹配

逻辑电平 · 上拉电阻 · 时钟同步

整体功耗预算

计算峰值 · 平均 · 待机功耗

整体功耗预算计算峰值

硬件选型流程

从需求分析 · 器件调研 · 评估板验证到原理图设计的完整流程

硬件选型流程从需求分析

评估板与开发套件

常用TinyML开发板（Arduin… · Sony Spresense · OpenMV等）对比

评估板开发套件

基于STM32L4+加速度计的人体活…

实战案例1STM32L4+

基于ESP32-S3+麦克风的唤醒词…

实战案例2ESP32-S3+

基于nRF52840+温湿度传感器的…

实战案例3nRF52840+

基于RP2040+摄像头的图像分类硬…

实战案例4RP2040+

传感器数据采集与预处理

硬件层面的滤波 · 放大 · ADC配置对模型精度的影响

传感器数据采集预处理

MCU上TinyML框架部署

TensorFlow Lite Mi… · CMSIS-NN · Edge Impulse的硬件适配

电源管理软件配合

MCU的睡眠模式 · 外设时钟门控 · 动态电压频率调整（DVFS）

电源管理软件配合MCU

电池供电设备启动瞬间电流不足导致复位 · 如何选择电源芯片和电容

常见问题1电池供电设备启动…

传感器与MCU电平不匹配导致通信失败 · 如何设计电平转换

常见问题2MCU

低功耗模式下传感器漏电导致待机电流过… · 如何隔离与关断

常见问题3低功耗模式下传感…

无线通信（BLE/WiFi）与AI推… · 如何调度

常见问题4BLE/WiFi

硬件选型清单与BOM管理

关键器件选型表 · 替代料 · 成本与供货风险

BOM硬件选型清单

测试与验证方法

功耗测量（万用表 · 功耗分析仪） · 信号完整性

测试验证方法

设计一个电池供电的TinyML语音/… · 完成从选型到原型验证

综合项目TinyML

课程总结与进阶

硬件选型趋势（超低功耗 · 集成NPU） · 资源推荐与社区支持

课程总结进阶