就像MicroPython在嵌入式系統中的發展勢頭，TinyML在物聯網邊緣計算領域也是這兩年的技術熱點，不少微控制器都在支持對語音、視覺乃至姿態等傳感器的智能識別，FunPack活動第一季中的4款開發板都支持TinyML，我們硬禾學堂的網友們從初識TinyML到現在已經能夠熟練使用這項技術用在自己的研發中，正在進行的FunPack第二季的Syntiant模組是一顆超超低功耗的邊緣智能的芯片，在Arduino環境下支持TinyML，我們的小朋友已經可以用語言控制各種顏色LED的亮、滅，有望在年底的圣誕節前開發出一款成熟的產品出來。
今天介紹的這款模組是基于Nordic半導體的藍牙芯片nRF52811以及Lattice的FPGA - iCE40UP5K，從后者的名字可以看出它是一款超低功耗的FPGA器件，在其官網上也是主打SenseAI - 連接各種傳感器，并通過內部的DSP功能、豐富的存儲資源來支持人工智能的應用- 接上攝像頭就能進行視覺相關的識別。
官網的介紹：
可見，主打邊緣計算的一款FPGA。
這個模塊是由瑞典的一家叫Silicon Witchery（硅巫術）的公司設計的。專門針對電池供電的場合設計的一款集成了藍牙和FPGA的System on Module ?- 模塊上的系統。
這個SoM超級小巧，如下圖：
基本指標：
MCU – Nordic Semi?nRF52811?Arm Cortex-M4 MCU @ 64 MHz with Bluetooth 5.2 support including Long Range, Thread support.
FPGA – Lattice Semi iCE40 FPGA with 5k LUT and DSP blocks.
存儲 – 32 Mbit flash storage.
集成了天線、無源器件以及晶體
I/Os – 20x 郵票控
8x FPGA IO include I3C, I2C, SPI, and USB.
2x nRF GPIO pins with ADC and low power wake.
SWD pins for debugging
供電：
Lithium battery charging and monitoring.
3x adjustable Vout rails including 1x buck-boost up to 5.5V
尺寸 – 11.5 x 6 mm
內部構成框圖：
該公司基于nRF5 SDK提供了一個輕量級的SDK，FPGA是通過開源的工具鏈 yosys、icestorm以及NextPNR來實現。
這玩意的功耗如何呢？該“硅巫術”公司宣稱 --?只需要75uA的電流就可以支持一直在線的推理任務，同時它的支持藍牙5.2的天線還一直處于遠距離接收信號的狀態，是不是很厲害的樣子？
下面是搭配該模組的擴展板（Digikey上賣39美元），下圖中間右側為預裝的S1模組（Digikey上賣30美元），通過對比也可以看出這個模組有多么的小。這個擴展板主要用以測試一些傳感器以及其它外設。
除了這款擴展板，硅巫術公司還提供了一款ECG套件（Digikey上售價45美元），使用了ADI的AD8233模擬前端芯片（這款芯片在我們的Fastbond活動中推薦過）見下圖：
軟件構成：
軟件棧
這款模塊的使用場景主要為 - 高速且時間緊迫的DSP、邊緣數據預處理、高效算法設計、并行數據處理、實時AI推理、遠程機器學習、定制AI算法部署、定制DSP算法部署等。
藍牙芯片和FPGA之間的連接，用藍牙芯片通過SPI芯片配置FPGA的Flash：
電池管理及供電：使用了Maxim（現ADI）的MAX77654
PCB是用KiCad設計的，全部開放：
原理圖
模組的尺寸規格
與時俱進地支持MicroPython：
這個模塊也開始支持MicroPython，以方便大家體驗和驗證算法，可以非常方便地測試FPGA的二進制代碼、讀寫數據并遠程控制模塊的所有功能。
MicroPython也可以用作網絡棧，可以通過非常簡單的字符串同移動終端的App或藍牙的Gateway進行接口，支持以下：
machine
machine.Pin
machine.ADC
machine.RTC
machine.FPGA
machine.Flash
machine.PMIC
參考資料：
官網：https://www.siliconwitchery.com/
文檔：https://docs.siliconwitchery.com
Github：https://github.com/siliconwitchery
