＜개요＞

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 모터 등의 산업기기를 비롯하여 모든 기기에서 센싱 데이터를 활용한 고장 징후 검출 및 열화 예측이 가능한 AI (인공지능) 기능 탑재 마이컴 「ML63Q253x-NNNxx / ML63Q255x-NNNxx」 (이후, AI 마이컴)를 개발하였습니다. 본 제품은 네트워크에 접속하지 않아도 학습과 추론을 독립적으로 실현하는 업계 최초 마이컴입니다.
신제품은 독자적인 온 디바이스 AI 솔루션 「Solist-AI솔리스트 에이아이™」를 실현하기 위해 심플한 3층 뉴럴 네트워크^※1의 알고리즘을 채용. 클라우드 및 네트워크에 의존하지 않고, 마이컴에서 학습과 추론이 가능합니다.
현재 AI의 처리 모델은 클라우드 AI, 엣지 AI, 엔드 포인트 AI로 분류됩니다. 클라우드 AI는 클라우드 상에서, 엣지 AI는 클라우드 및 공장 설비나 PLC^※2에 AI를 탑재하고 네트워크를 통해 학습과 추론을 실행합니다. 일반적인 엔드 포인트 AI는 클라우드에서 학습하고 단말기에서 추론을 실행하기 때문에 네트워크 접속이 필요합니다. 또한, 이러한 처리 모델의 경우 소프트웨어를 통해 추론을 실행하기 때문에 GPU나 고성능 CPU가 요구됩니다.
반면에 로옴의 AI 마이컴은 엔드 포인트 AI이지만, 온 디바이스 학습을 통해 학습과 추론을 모두 마이컴 단독으로 실행할 수 있어 설치 환경이나 동일 기종에서의 편차에도 유연하게 대응이 가능합니다. 독자적인 기술의 AI 액셀레이터 「AxlCORE-ODL」^※3로, 기존의 소프트웨어 방식 (조건 : 12MHz 구동 시의 이론치)을 채용한 로옴의 마이컴에 비해, AI 처리를 약 1,000배로 고속화할 수 있어, 실시간으로 「평소와는 다른」 이상 상태를 검출하고 수치화하여 출력할 수 있습니다. 또한, 기기의 설치 환경에서의 고속 학습 (현장 학습)이 가능하여, 기존 기기에 추가 탑재도 가능합니다.
AI 마이컴은 32bit Arm^® Cortex^®-M0+ Core, CAN FD^※4 컨트롤러, 3상 모터 제어 PWM^※5, 2유닛 A/D 컨버터^※6를 탑재하여, 소비전력 약 40mW의 저전력 성능을 실현하였습니다. 산업기기 및 주택 설비, 가전기기의 고장 징후 검출에 최적입니다.
AI 마이컴은 메모리 사이즈 및 패키지, PIN 수, 포장 사양에 따라 16개의 기종을 라인업으로 구비할 예정입니다. 2025년 2월부터 순차적으로 양산을 개시한 제품 (샘플 가격 3,000엔 / 개, 세금 불포함)은 TQFP 패키지의 8개 기종입니다. 그 중에서 메모리 (Code Flash) 사이즈 256KB, 테이핑 포장의 2개 기종은 마이컴 평가 보드와 함께 Chip 1 Stop™, CoreStaff™ Online 등 온라인 부품 유통 사이트에서 구입 가능합니다.
로옴은 AI 마이컴 도입 전에 학습과 추론의 효과를 확인할 수 있는 AI 시뮬레이션 툴 (Solist-AI™ Sim)을 로옴 공식 Web 사이트에서 공개하고 있습니다. 이 툴에서 출력한 데이터는 실제로 AI 마이컴의 학습 데이터로서 활용할 수 있어, 도입 전의 사전 검증 및 정밀도 향상에 도움이 됩니다.
또한, AI 마이컴을 용이하게 도입할 수 있도록 파트너 기업과 연계한 에코 시스템을 구축하여, 모델 개발 및 도입 지원 등의 서포트 체제를 구축하였습니다. 앞으로 에코 시스템의 강화를 추진하여 학습 데이터의 작성 지원 및 최적의 도입 방법 제안 등을 통해 AI 마이컴을 활용하기 쉬운 환경을 제공해 나갈 것입니다.

• 뉴스 릴리스 제품 소개 자료 (2.1MB)

＜배경＞

최근 설비나 기기의 효율적인 운용이 요구되는 가운데, 고장 징후 검출 및 유지보수 효율의 향상이 중요한 테마로 대두되고 있습니다. 또한, 네트워크 지연이나 보안 리스크를 회피함과 동시에 동작 상태를 실시간으로 파악할 수 있는 솔루션이, 설비 및 기기 메이커로부터 요구되고 있습니다. 그러나, 일반적인 AI 처리 모델로는 네트워크 접속 및 고성능 CPU 등이 필요하므로, 비용이나 설치 환경의 제약이 과제였습니다. 이러한 상황에서 로옴은 제품 단독으로 AI 학습과 추론이 가능한 획기적인 AI 마이컴을 개발하였습니다. 네트워크 접속이 필요없는 솔루션을 통해 기기가 고장을 일으키기 전에 징후를 검출하여 유지보수 비용 및 라인 가동 중지의 리스크를 저감함으로써, 설비 및 기기의 안정적인 가동과 한차원 높은 효율화에 기여합니다.

＜Solist-AI™ (Solution with On-device Learning Ic for STandalone-AI)＞

Solist-AI™는, 로옴이 엣지 컴퓨터 분야용으로 제공하는 온 디바이스 AI 솔루션입니다. 독자적으로 개발한 온 디바이스 학습 AI 기술로, 음악 용어인 「솔리스트 (독주자)」에서 유래한 명칭과 같이 클라우드 서버에 의존하지 않고 엣지 디바이스에서 단독으로 실시간 학습과 추론 처리가 가능합니다. 소형 설계와 저소비전력 특징을 통해 AI 이노베이션의 확대에 기여합니다.

・「Solist-AI™」는 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.

＜제품 라인업＞

AI 마이컴은 32bit Arm^® Cortex^®-M0+ Core (최대 동작 주파수 : 48MHz), 학습과 추론을 실행하는 3층 뉴럴 네트워크의 AI 액셀레이터 「AxlCORE-ODL」 탑재. 또한, 3상 모터 제어 PWM 등 다양한 타이머 기능 및 CAN FD 등의 풍부한 시리얼 인터페이스, 12bit A/D 컨버터를 활용함으로써 산업기기 및 주택 설비, 가전기기의 제어 및 데이터 처리에 폭넓게 대응 가능합니다.

형명	데이터 시트	메모리			동작 전압 [V]	동작 온도 Ta [℃]	타이머	시리얼 인터페이스 수				A/D 컨버터	패키지 [mm]	포장 사양	온라인 판매
		Code Flash [KB]	Data Flash [KB]	RAM [KB]				CAN FD	I2C	SPI	UART
ML63Q2534-NNNTBZWAY		128	8	16	2.3 ~ 5.5	−40 ~ +105	16bit 타이머 (독립 동작)×6, 16bit 타이머 (타이머 모드 / PWM 모드 / 캡처 모드)×2, 3상 모터 제어 PWM×3 (3상xPos. / Neg. =6 출력), 워치독 타이머×1, 리얼타임 클록×1, 타임 베이스 카운터×2	1	1	2	4	12bit SA-ADC : 12ch 2유닛 Max. 1Msps	TQFP48 (9.0×9.0×1.2)	트레이	–
ML63Q2534-NNNTBZWBY														테이핑	준비중
ML63Q2537-NNNTBZWAY		256												트레이	–
ML63Q2537-NNNTBZWBY														테이핑	✓
ML63Q2554-NNNTBZWAY		128											TQFP64 (12.0×12.0×1.2)	트레이	–
ML63Q2554-NNNTBZWBY														테이핑	준비중
ML63Q2557-NNNTBZWAY		256												트레이	–
ML63Q2557-NNNTBZWBY														테이핑	✓
☆ML63Q2534-NNNGDZW5AY		128											WQFN48 (7.0×7.0×0.8)	트레이	–
☆ML63Q2534-NNNGDZW5BY														테이핑	–
☆ML63Q2537-NNNGDZW5AY		256												트레이	–
☆ML63Q2537-NNNGDZW5BY														테이핑	–
☆ML63Q2554-NNNGDZW5AY		128											WQFN64 (9.0×9.0×0.8)	트레이	–
☆ML63Q2554-NNNGDZW5BY														테이핑	–
☆ML63Q2557-NNNGDZW5AY		256												트레이	–
☆ML63Q2557-NNNGDZW5BY														테이핑	–

☆ : 개발중

＜AI 마이컴 개발 지원 툴＞

AI 마이컴은 일반적인 Arm^® 코어를 채용하여 시판 제품이나 로옴이 제공하는 통합 개발 환경을 이용할 수 있습니다. 학습과 추론의 평가에는 AI 동작 확인용 시뮬레이터 및 AI 효과 확인용 리얼타임 뷰어를 제공하고 있습니다.
또한, 공식 Web의 AI 마이컴 개발 지원 시스템 페이지에서 AI 마이컴의 개발 지원 시스템 구성 및 각 제품의 개요를 소개하고 있습니다.
https://www.rohm.com/lapis-tech/product/micon/solistai-software

■로옴 공식 Web 사이트 공개 컨텐츠
　Solist-AI™ Sim : PC 상에서 실행 가능한 AI 동작 확인용 시뮬레이터
　Solist-AI™ Scope : AI 효과 확인용 리얼타임 뷰어 (레퍼런스 소프트웨어 포함)
　레퍼런스 소프트웨어 : AI 마이컴용 샘플 소프트웨어
　통합 개발 환경 : LEXIDE-Ω (로옴)

■시판 제품
　Arm^® 통합 개발 환경 : Arm^® Keil^® MDK
　Arm^® 디버그 어댑터 : PC와 Arm^® 코어 접속용 디버거
　USB-SPI 변환 어댑터 : AI 마이컴과 Solist-AI™ Scope를 접속하는 어댑터

■온라인 판매
　마이컴 평가 보드 : AI 마이컴 탑재 단품 평가 / 소프트웨어 개발용 보드

＜온라인 판매＞

・AI 마이컴 제품 정보
　판매 대상 품명 : ML63Q2537-NNNTBZWBY, ML63Q2557-NNNTBZWBY
・마이컴 평가 보드 정보
　판매 대상 품명 : RB-D63Q2537TB48, RB-D63Q2557TB64

＜어플리케이션 예＞

FA (Factory Automation) 센서, 모터, 배터리, 전동 공구, 주택설비 · 가전기기, 로봇
기타 고장 징후 검출이 요구되는 기기, 가동 중지 시 문제가 되는 기기, 예측 정밀도 향상을 필요로 하는 기기 등에 적용 가능합니다.

＜AI 마이컴의 활용 예＞

AI 마이컴은 다양한 센서와 조합함으로써, 고정밀도의 이상 검출 및 상태 모니터링을 실현합니다.
■FA 센서 ＋ AI 마이컴
　빛, 온도, 유량, 소리 등의 데이터를 활용하여, 설비의 상태 모니터링과 이상 검출
　FA 센서를 포함하는 센싱 유닛 자체의 이상 검출, 열화 예측
■모터 ＋ AI 마이컴
　모터 전류, 온도, 회전수를 모니터링하여 부하 이상 및 축수 손상 검출
■가속도 센서 ＋ AI 마이컴
　기기의 진동을 모니터링하여, 각각의 기기에 적합한 기준으로 CBM (상태 기반 정비)^※7 실현
■AE (Acoustic Emission)^※8 센서 ＋ AI 마이컴
　AE 센서의 각 지표 (최대 진폭, 평균치, 에너지, 카운트)를 정리하고 해석하여, 기기의 이상을 조기 검출
■주택 설비 · 가전기기 ＋ AI 마이컴
　기존에 설치된 센서의 데이터를 활용함으로써, 기기의 이상을 조기 검출하여 유지보수 필요성을 구분하거나,
   비검출량의 추정 및 특정 동작의 필요 시간 예측
■산업용 로봇 ＋ AI 마이컴
　로봇 각 부분의 이상 및 조정 타이밍을 엣지 (말단) 센서와 AI 마이컴으로 검출하여 메인 CPU에는 결과만을 전달

＜용어 설명＞

※1 : 3층 뉴럴 네트워크 (Neural Network)

인간의 뇌 구조에서 착상한 뉴럴 네트워크 (수식 · 함수 모델)에 있어서, 입력층, 중간층, 출력층으로 이루어진 처리 단계 중에서 중간층을 1층으로 하여 총 3층만으로 심플하게 구성한 것. 한층 더 복잡한 AI 처리를 하기 위해 중간층을 수십층까지 다층화한 것이 딥러닝 (심화 학습)이다.

※2 : PLC (Programmable Logic Controller)

생산 설비 및 산업기기의 자동 제어를 실행하기 위한 프로그래밍이 가능한 제어 장치. 마이컴 탑재로 자동 제어 및 기기 제어에 폭넓게 사용할 수 있어 환경에 대한 높은 내성과 고신뢰성이 요구된다.

※3 : AI 액셀레이터

AI의 기능을 실현할 때, 소프트웨어를 통해 프로세서 (CPU)에서 처리하는 것을, 하드웨어의 처리로 변경함으로써 처리 속도를 향상시키는 전용 하드웨어.

※4 : CAN FD (CAN with Flexible Data rate)

기존의 CAN (Controller Area Network) 규격을 확장하여, 데이터 전송 속도의 고속화와 대용량 데이터 통신을 실현한 통신 규격. 자동차의 네트워크와 더불어 최근에는 산업기기 분야에서도 도입이 추진되어, PLC나 로봇 제어, 모션 제어 시스템 등 실시간 제어가 요구되는 용도에 전개되고 있다.

※5 : 3상 모터 제어 PWM (Pulse Width Modulation)

3상 모터 제어 PWM은 3상 모터의 동작을 효율적으로 제어하기 위한 PWM 신호를 생성하는 기능. 3번의 타이밍에 따라 펄스 신호를 출력함으로써, 모터의 회전 속도 및 토크를 정밀하게 조정할 수 있다.
이 기능은 산업기기 및 가전 제품의 모터 구동을 저전력 및 고성능으로 실현하기 위해 꼭 필요한 기능으로, 마이컴을 내장함으로써 실시간 제어가 가능해진다.

※6 : A/D 컨버터

A/D 컨버터는 아날로그 신호 (전압 및 전류 등의 연속적인 데이터)를 디지털 신호 (수치 데이터)로 변환하는 기능. 센서에서 취득한 온도, 진동, 압력 등의 아날로그 데이터를, 마이컴이 처리할 수 있는 디지털 형식으로 변환한다. 이 기능은 센서 데이터의 판독 및 제어 시스템의 실시간 처리를 서포트하는 중요한 역할을 담당한다.

※7 : CBM (Condition-Based Maintenance / 상태 기반 정비)

기기나 설비의 「현재 상태」를 실시간으로 모니터링하여, 이상 검출 타이밍에 적절한 유지보수를 실시하는 방법. AI 마이컴을 활용함으로써 기기에 따른 특성이나 설치 환경의 차이점을 학습하여, 기기 각각에 최적인 CBM을 실현할 수 있다.

※8 : AE (Acoustic Emission) 센서

재료 내부에서 발생하는 미세한 고주파음 (탄성파)을 검출하여, 구조물이나 기기의 손상이나 이상을 모니터링하는 센서. AI 마이컴을 AE 센서와 조합함으로써, 초기 단계에서 기기의 이상 상태를 실시간으로 학습하고 추론하여, 고장 징후 검출이 가능해진다.

주) 「 Chip 1 Stop™」, 「CoreStaff™」는 각사의 상표 또는 등록상표입니다.
Arm^®, Cortex^®, Keil^®은 미국 및 기타 국가의 Arm Limited (또는, 해당 자회사)의 등록상표입니다.