Synaptics 在德国纽伦堡发布 SR 系列高性能自适应微控制器（MCU），扩展其 Astra AI-Native 平台，瞄准边缘 AI 与物联网（IoT）的多模式情境感知计算需求。
SR 系列基于 Arm Cortex-M55 和 Ethos-U55 NPU，提供三种功率级别（100 GOPS 性能、效率、超低功耗 AON），结合开源 SDK 与 Machina Micro 套件，优化视觉、音频和语音处理，支持从智能家居到工业应用的低功耗认知设备。
SR 系列以创新的三层架构填补了传统 MCU 在 AI 负载下的性能与能效缺口，推动边缘 AI 的可扩展性与标准化。
我们从技术架构与创新、应用潜力与市场竞争两方面深入剖析 SR 系列的突破与影响，并展望其在物联网生态中的前景。
Part 1. Synaptics SR 技术架构与创新
Synaptics SR 系列 MCU 的推出标志着边缘 AI 芯片设计的重要进展，核心在于针对物联网设备的多模式情境感知需求，提出了基于“三齿轮”架构的解决方案。
SR110、SR105 和 SR102 三款芯片分别定位高性能（100 GOPS）、效率和超低功耗始终开启（AON），均采用 Arm Cortex-M55 内核（最高 400MHz，含 Helium 技术），SR110 和 SR105 集成 Ethos-U55 NPU，SR110 额外搭载 Cortex-M4。
这种分层设计打破了传统 MCU 单一功率模式的局限，通过动态切换计算域，实现从超低功耗监控到高性能 AI 推理的无缝过渡。
相比现有 32 位 MCU 的僵化架构，SR 系列在性能（100 GOPS vs 传统 10-20 GOPS）、能效（微瓦级 AON vs 毫瓦级待机）和灵活性上显著提升，填补了 AI-ready 物联网设备的硬件空白。
● 技术亮点体现在多层次计算与硬件优化。
◎ 超低功耗 AON 域以微瓦级功耗持续监控环境，支持视觉（MIPI-CSI 摄像头输入）和音频事件检测，内置低功耗预卷功能可存储触发前后数据，适合电池供电设备如安全摄像头（待机功耗<100μW）。
◎ 效率域结合 Cortex-M4 和微型 NPU（10 GOPS），运行轻量 AI 模型（如物体检测，功耗约 50mW），满足实时处理需求。
◎ 性能域则激活 Cortex-M55 和 Ethos-U55（400MHz，100 GOPS），针对复杂任务如面部识别（TOPS 效率约 0.5W/TOP），功耗升至数百毫瓦但仍优于通用 SoC（1-2W/TOP）。
高达 4MB 系统内存（含 ULP AON 内存）、流式 ISP 和丰富外设（USB、串口、安全 OTP）进一步降低系统成本与集成难度，BOM 成本预计比传统方案低 20%-30%。
● 软件生态是 SR 系列的另一大创新。
◎ Astra Machina Micro 套件与开源 SDK（支持 FreeRTOS、Zephyr）提供“开箱即用”体验，兼容现有物联网生态，降低开发门槛。
◎ 相比竞争对手的专有工具链（如 NXP 的 MCUXpresso），SR 系列的开放性缩短了从原型到量产的周期（预计 6-9 个月 vs12-18 个月）。
◎ 安全特性（AES-256、RSA-4096、SHA-512）确保边缘设备在工业和消费场景下的数据保护，满足 GDPR 等法规需求。
这种硬件与软件的协同设计，不仅解决了传统 MCU 在 AI 负载下的能效瓶颈，也为多模式处理（如视觉+语音融合）提供了标准化平台，推动边缘 AI 的规模化部署。
Part 2. 物联网边缘 AI 芯片的应用潜力与市场竞争
● SR 系列的应用潜力覆盖消费、企业和工业物联网，填补了低功耗认知设备的空白。
◎ 在智能家居，SR110 可驱动电池供电的安全摄像头，支持实时人脸识别（功耗<500mW，待机<100μW），续航达 6-12 个月，优于现有方案（3-6 个月）。
SR102 的 AON 特性适合智能门锁或语音助手，始终监听语音命令（功耗<50μW），唤醒后处理简单推理（如关键词检测）。
◎ 在工业领域，SR105 可用于传感器节点，结合视觉和振动数据检测设备故障（10 GOPS 推理，功耗<100mW），延长无人值守设备的寿命。
◎ 在企业场景，SR110 支持 POS 终端或数字标牌，实现多模交互（手势+语音，功耗<1W），提升用户体验的同时降低系统功耗。
这种多场景适配性得益于 SR 系列的可扩展性，使其在功率预算从微瓦到瓦级的设备中均具竞争力。
● 市场竞争中，SR 系列直面 NXP、ST 和 TI 等传统 MCU 巨头，以及边缘 AI 新玩家如 Ambiq 和 GreenWaves。
◎ NXP 的 i.MX RT1170（Cortex-M7，1GHz）提供高性能（>1GOPS），但功耗较高（待机>1mW，推理>500mW），缺乏 AON 设计，难以满足超低功耗需求。
◎ ST 的 STM32H7（Cortex-M7，480MHz）集成轻量 AI 加速（<5 GOPS），但不支持复杂推理（TOPS 效率<0.1W/TOP），定位偏基础。
◎ TI 的 CC13x2（Cortex-M4，48MHz）专注低功耗（待机<10μW），却无 NPU，AI 能力受限（<1 GOPS）。
相比之下，SR 系列的三层架构兼顾性能（100 GOPS vs 5-10 GOPS）和能效（待机<100μW vs 1mW），在物联网 AI 市场中占据差异化优势。
◎ 新玩家如 Ambiq 的 Apollo4（Cortex-M4，96MHz）主打超低功耗（待机<5μW），但推理能力仅约 0.5 GOPS，难以支持多模任务；
◎ GreenWaves 的 GAP9（RISC-V，10 GOPS）能效优异（<50mW），却缺乏生态支持。
SR 系列凭借 Arm 生态、开源 SDK 和 100 GOPS 峰值性能，形成性能-能效-开发的综合竞争力。
Arm Cortex-M55 和 Ethos-U55 虽成熟，但 3nm 以下制程（如 TSMC 5nm）的缺席使其功耗优化受限（对比 Apollo4 的 22nm），可能在极端低功耗场景中稍逊。
市场推广需依赖 Synaptics 的渠道能力，若无法快速渗透智能家居和工业客户（2025 年预计出货量<500 万颗），将面临 TI 和 NXP 的挤压。
开源生态虽降低门槛，但与 TensorFlow Lite 等主流 AI 框架的深度集成仍需完善，否则开发者可能转向更成熟的生态（如 NVIDIA Jetson）。
未来，SR 系列若能通过工艺升级（e.g., 7nm）和生态扩展（e.g., 支持 ONNX），将在边缘 AI 市场占据更大份额，预计 2026 年收入贡献超 Synaptics IoT 业务的 30%。
小结
Synaptics SR 系列 MCU 以其创新的三层架构和开源生态，为边缘 AI 与物联网的融合树立了新标杆。100 GOPS 的性能、微瓦级的 AON 功耗和多模处理能力，解决了传统 MCU 在 AI 负载下的能效与灵活性痛点，适用于从智能家居到工业自动化的广泛场景。
面对 NXP、ST 等巨头的竞争，SR 系列凭借 Arm 平台与开发便利性占据先机，但工艺制程和生态完善仍是其突破的关键。
2025 年作为边缘 AI 的转折年，SR 系列的推出不仅强化了 Synaptics 在物联网芯片市场的地位，也预示着这个领域逐渐开始规模化浪潮。
END
作者：芝能芯芯
文章来源：芝能智芯
推荐阅读
- Chiplet 芯片设计中的电源管理：异构集成的复杂权衡
- 面向高性能的 3D-IC 芯片堆叠技术，如何普及？——技术现状、挑战与未来前景
- PCIe 6.0 技术：博通在 AI 领域的抓手
- 芯片互连技术的转变：从铜基体系到新型金属化的路径
更多汽车电子工程领域相关技术干货，请关注专栏芝能汽车电子设计 欢迎添加极术小姐姐微信（id:aijishu20)加入技术交流群，请备注研究方向。
