《基于ARM嵌入式的人工智能研發(fā)指南》

ICS35.240.01

CCSL70

SGIPA

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/SGIPAXXXX—2024

基于ARM嵌入式的人工智能研發(fā)指南

ArtificialintelligencedevelopmentguidebasedonARMEmbedded

（征求意見稿）

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

2024-XX-XX發(fā)布2024-XX-XX實(shí)施

深圳市綠色產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會(huì)??發(fā)布

T/SGIPAXXXX—2024

目次

前言..................................................................................II

1范圍................................................................................1

2規(guī)范性引用文件......................................................................1

3術(shù)語和定義..........................................................................1

4基礎(chǔ)要求............................................................................2

技術(shù)架構(gòu)規(guī)劃....................................................................2

開發(fā)流程和規(guī)范..................................................................2

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)..................................................................2

人工智能基礎(chǔ)要求................................................................2

ARM平臺(tái)上的人工智能開發(fā).........................................................2

軟件開發(fā)工具....................................................................2

5技術(shù)要求............................................................................2

硬件設(shè)計(jì)規(guī)范....................................................................3

軟件開發(fā)規(guī)范....................................................................3

人工智能算法和模型選擇指南......................................................3

性能優(yōu)化和調(diào)試技巧..............................................................3

可維護(hù)性要求....................................................................3

兼容性要求......................................................................3

6應(yīng)用案例分析........................................................................3

7實(shí)施指南............................................................................4

確定研發(fā)需求....................................................................4

選擇合適的AI模型...............................................................4

模型優(yōu)化........................................................................4

部署和測試......................................................................4

集成和擴(kuò)展......................................................................4

維護(hù)和更新......................................................................4

數(shù)據(jù)安全性......................................................................4

能耗管理........................................................................4

系統(tǒng)集成與兼容性................................................................4

實(shí)時(shí)性.........................................................................4

用戶體驗(yàn).......................................................................4

8標(biāo)準(zhǔn)化測試和驗(yàn)證方法................................................................5

9安全與隱私保護(hù)......................................................................5

I

T/SGIPAXXXX—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由深圳市綠色產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會(huì)提出。

本文件由深圳市綠色產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會(huì)歸口。

本文件起草單位：深圳金亞太科技有限公司、深圳市譽(yù)和鉆石工具有限公司、廣東宏友智能科技有

限公司、深圳精漁科技有限公司、深圳市比馳信息技術(shù)有限公司、深圳市三雅科技有限公司、麥田控股

集團(tuán)有限公司、深圳市訊記科技有限公司、深圳市思傲拓科技有限公司、紫荊創(chuàng)新（深圳）云計(jì)算有限

公司、深圳曼瑞德科技有限公司、深圳市礫云科技有限公司、深圳市環(huán)陽通信息技術(shù)有限公司、深圳市

同昌匯能科技發(fā)展有限公司、深圳市榮鋰數(shù)字科技有限公司、深圳市嘉明特科技有限公司、深圳市德金

元科技有限公司

本文件主要起草人：房紀(jì)軍、段文紅、趙海波、秦驥、余大榮、梁新友、馬磊、劉光寧、鄧卓明、

溫先輝、單文豪、季龍祥、李新平、程建新、匡增榮、呂文松、黃俊凱

本文件為首次發(fā)布。

II

T/SGIPAXXXX—2024

基于ARM嵌入式的人工智能研發(fā)指南

1范圍

本文件規(guī)定了基于ARM嵌入式的人工智能研發(fā)的基礎(chǔ)要求、硬件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)、人工智能算法和

模型選擇及性能優(yōu)化等技術(shù)要求、應(yīng)用案例分析、實(shí)施指南、標(biāo)準(zhǔn)化測試和驗(yàn)證的測試方法及9安全

與隱私保護(hù)等要求。

本文件適用于ARM嵌入式的人工智能的研發(fā)和測試。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范

GB/T28172-2011嵌入式軟件質(zhì)量保證要求

GB/T17626.3-2016電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.2-2018電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)

GB/T42457-2023工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)品安全開發(fā)生命周期要求

GB/T40218-2021工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)安全工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)信息安全技術(shù)

GB/T42447-2023信息安全技術(shù)電信領(lǐng)域數(shù)據(jù)安全指南

GB/T41479-2022信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理安全要求

GB/T39204-2022信息安全技術(shù)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)要求標(biāo)準(zhǔn)

GB/T40653-2021信息安全技術(shù)安全處理器技術(shù)要求

GB/T40652-2021信息安全技術(shù)惡意軟件事件預(yù)防和處理指南

GB/T40645-2021信息安全技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)安全通用要求

GB/T40650-2021信息安全技術(shù)可信計(jì)算規(guī)范可信平臺(tái)控制模塊

YD/T4316-2023面向智慧城市應(yīng)用的人工智能服務(wù)能力開放技術(shù)要求

GB/T28171-2011嵌入式軟件可靠性測試方法

YD/T3944-2021人工智能芯片基準(zhǔn)測試評(píng)估方法

YD/T4390-2023AI服務(wù)器及能力平臺(tái)測試方法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

ARM嵌入式ARMflushbonading

指對(duì)一類微處理器的統(tǒng)稱。

人工智能AI

1

T/SGIPAXXXX—2024

（學(xué)科)人工智能系統(tǒng)(3.1.8)相關(guān)機(jī)制和應(yīng)用的研究和開發(fā)。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)neuralnetwork

由一層或多層神經(jīng)元組成的網(wǎng)絡(luò),通過權(quán)值可調(diào)的加權(quán)連接,接收輸入數(shù)據(jù)并產(chǎn)生輸出。

機(jī)器學(xué)習(xí)machinelearning

通過計(jì)算技術(shù)優(yōu)化模型參數(shù)的過程,使模型的行為反映數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)。

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN

一種前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在其至少一層中使用卷積。

循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RNN

一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其中前一層和前一處理步驟的輸出都被傳送到當(dāng)前層。

4基礎(chǔ)要求

技術(shù)架構(gòu)規(guī)劃

4.1.1在ARM嵌入式人工智能領(lǐng)域的技術(shù)架構(gòu)規(guī)劃，應(yīng)包括硬件和軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、技術(shù)選型和整體

架構(gòu)方案等內(nèi)容。

4.1.2ARM架構(gòu)基礎(chǔ)要求：理解ARM處理器架構(gòu)和指令集，包括對(duì)ARMCortex系列處理器的特點(diǎn)和功

能的基本了解。

開發(fā)流程和規(guī)范

在ARM嵌入式平臺(tái)上進(jìn)行人工智能應(yīng)用開發(fā)的具體流程和規(guī)范，可參考GB/T8567-2006的有關(guān)規(guī)定，

應(yīng)包括需求分析、算法選擇、軟硬件配合、開發(fā)調(diào)試等方面。

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)

應(yīng)具備嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括嵌入式軟件開發(fā)工具鏈的使用、嵌入式操作系統(tǒng)（如

FreeRTOS、uC/OS等）的基本原理和應(yīng)用，以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可參考GB/T28172-2011的有

關(guān)規(guī)定。

人工智能基礎(chǔ)要求

對(duì)人工智能算法和模型有基本了解，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)知識(shí)。

ARM平臺(tái)上的人工智能開發(fā)

理解在ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)備上進(jìn)行人工智能算法的開發(fā)和優(yōu)化的基本原理，包括模型壓縮、量化、

加速等技術(shù)。

軟件開發(fā)工具

熟悉用于ARM平臺(tái)的交叉編譯工具鏈、調(diào)試器以及性能分析工具等，具備在ARM平臺(tái)上進(jìn)行軟件開發(fā)

和調(diào)試的基本能力。

5技術(shù)要求

2

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硬件設(shè)計(jì)規(guī)范

包括對(duì)于ARM架構(gòu)芯片的選取和設(shè)計(jì)原則、電路布局、供電管理、散熱設(shè)計(jì)等方面的要求，確保硬

件能夠支持人工智能算法的高效運(yùn)行和優(yōu)化。

軟件開發(fā)規(guī)范

涵蓋針對(duì)ARM架構(gòu)的軟件開發(fā)流程、編碼規(guī)范、代碼審查、單元測試以及版本控制等方面的要求，

以確保軟件在ARM嵌入式平臺(tái)上穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。

人工智能算法和模型選擇指南

在ARM嵌入式平臺(tái)上選擇和優(yōu)化人工智能算法和模型的指南，以滿足硬件資源受限的特點(diǎn)。

性能優(yōu)化和調(diào)試技巧

提供在ARM嵌入式平臺(tái)上進(jìn)行人工智能應(yīng)用性能優(yōu)化和調(diào)試的技巧和經(jīng)驗(yàn)分享，以確保應(yīng)用在資源

有限的情況下能夠高效運(yùn)行。

可維護(hù)性要求

明確了在ARM嵌入式人工智能研發(fā)過程中，對(duì)于代碼可維護(hù)性、模塊化設(shè)計(jì)、文檔編寫等方面的要

求，以便未來的維護(hù)和升級(jí)。

兼容性要求

在使用ARM架構(gòu)進(jìn)行人工智能研發(fā)時(shí)，應(yīng)與其他硬件設(shè)備或軟件系統(tǒng)的兼容性及滿足GB/T

17626.3-2016和GB/T17626.2-2018所規(guī)定的要求，以確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和一致性。

6應(yīng)用案例分析

匯總行業(yè)內(nèi)針對(duì)ARM嵌入式人工智能應(yīng)用的最佳實(shí)踐和成功案例，以推動(dòng)行業(yè)內(nèi)技術(shù)的共享和交流。

應(yīng)用案例分析可能涉及到多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)，以下是一些案例分析。

智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

使用ARM嵌入式平臺(tái)和人工智能算法，開發(fā)智能家居設(shè)備，如智能攝像頭、智能音箱等，實(shí)現(xiàn)識(shí)別

用戶需求、自動(dòng)化控制等功能。

智能駕駛與無人機(jī)

在無人駕駛汽車和自動(dòng)駕駛無人機(jī)領(lǐng)域，利用ARM嵌入式平臺(tái)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)感知、決

策和控制，以提升交通安全和效率。

智能醫(yī)療設(shè)備

利用ARM嵌入式平臺(tái)和人工智能算法，開發(fā)智能醫(yī)療設(shè)備，如智能診斷儀器、健康監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)

疾病診斷、預(yù)防和治療的智能化。

工業(yè)自動(dòng)化

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，利用ARM嵌入式平臺(tái)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)測、生產(chǎn)優(yōu)化

等，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

智慧城市

3

T/SGIPAXXXX—2024

結(jié)合ARM嵌入式平臺(tái)和人工智能技術(shù)，可參考YD/T4316-2023行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求，開發(fā)智能交

通、智能安防、智能能源等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市數(shù)字化管理的智能化和可持續(xù)發(fā)展。

7實(shí)施指南

確定研發(fā)需求

首先需要明確人工智能研發(fā)的需求，包括應(yīng)用的領(lǐng)域、所要解決的具體問題、需要實(shí)現(xiàn)的功能等。

選擇合適的AI模型

根據(jù)研發(fā)需求，選擇合適的深度學(xué)習(xí)模型，如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）等。同

時(shí)，需要考慮模型的復(fù)雜度、計(jì)算量、參數(shù)量等因素，以便在有限的嵌入式系統(tǒng)資源中進(jìn)行優(yōu)化。

模型優(yōu)化

為了在ARM嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高效的AI推理，需要對(duì)所選的模型進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化方法包括量化、剪

枝、壓縮等，以降低模型復(fù)雜度和計(jì)算量。

部署和測試

將優(yōu)化后的模型部署到ARM嵌入式系統(tǒng)中，進(jìn)行實(shí)際測試和驗(yàn)證。在這個(gè)過程中，需要考慮系統(tǒng)的

內(nèi)存、CPU、電源管理等硬件資源，以及操作系統(tǒng)的調(diào)度、中斷處理等軟件環(huán)境。

集成和擴(kuò)展

將AI功能集成到現(xiàn)有的嵌入式系統(tǒng)中，并根據(jù)需要擴(kuò)展系統(tǒng)的功能?？梢钥紤]利用云計(jì)算、邊緣計(jì)

算等技術(shù)，將AI推理任務(wù)轉(zhuǎn)移到云端或邊緣設(shè)備上進(jìn)行處理，以提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度。

維護(hù)和更新

對(duì)嵌入式AI系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和更新，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，需要不斷跟蹤最新的AI

技術(shù)和研究成果，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和改進(jìn)。

數(shù)據(jù)安全性

由于嵌入式AI系統(tǒng)通常涉及到敏感數(shù)據(jù)和隱私信息，因此需要在系統(tǒng)中實(shí)施必要的數(shù)據(jù)安全措施，

如數(shù)據(jù)加密、訪問控制等。

能耗管理

ARM嵌入式系統(tǒng)通常具有有限的能源供應(yīng)（如電池），因此需要關(guān)注能耗管理問題，包括優(yōu)化算法、

降低功耗等。

系統(tǒng)集成與兼容性

在將AI功能集成到嵌入式系統(tǒng)中時(shí)，需要考慮系統(tǒng)集成和兼容性問題，如硬件接口、軟件協(xié)議等。

實(shí)時(shí)性

對(duì)于某些需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的AI應(yīng)用（如語音識(shí)別、手勢識(shí)別等），需要確保系統(tǒng)的響應(yīng)速度和實(shí)時(shí)性。

用戶體驗(yàn)

4

T/SGIPAXXXX—2024

需要考慮用戶的使用體驗(yàn)，包括界面的設(shè)計(jì)、操作的便捷性等。良好的用戶體驗(yàn)可以提高系統(tǒng)的使

用效率和用戶滿意度。

8標(biāo)準(zhǔn)化測試和驗(yàn)證方法

根據(jù)GB/T28171-2011、YD/T3944-2021和YD/T4390-2023等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，應(yīng)制定針對(duì)ARM嵌入式

人工智能應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化測試和驗(yàn)證方法，以確保產(chǎn)品在符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下具備一定的性能和可靠性。通

常會(huì)涉及到以下幾個(gè)方面：

功能驗(yàn)證

確保嵌入式人工智能軟件在ARM平臺(tái)上的功能正常運(yùn)行。這可能涉及單元測試、集成測試和系統(tǒng)測

試，以驗(yàn)證軟件在各種場景下的正確性和穩(wěn)定性。

性能測試

評(píng)估嵌入式人工智能軟件在ARM平臺(tái)上的性能表現(xiàn)，包括處理速度、功耗、資源占用等方面。這可

以通過基準(zhǔn)測試、壓力測試和實(shí)際場景測試來完成。

兼容性測試

確保嵌入式人工智能軟件在不同版本的ARM架構(gòu)上的兼容性。這可能包括對(duì)不同ARM處理器核心、指

令集、操作系統(tǒng)版本等進(jìn)行測試，以確保軟件在不同環(huán)境下的穩(wěn)定性和兼容性。

安全測試