STM32N6マイコンのセキュリティ

コード改ざん防止とブートローダの運用

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具体的な開発ツールの利用手順


図1　STM32N6は組み込みシステムにおけるセキュリティを重視したマイコン．CPUはArm TrustZoneに対応し，SecureとNon-Secureを切り替えられる

STM32N6は600GOPSのNPUを搭載したハイエンド・マイコンです．従来のSTM32シリーズに比べて推論処理の速度が大幅に向上しており，リアルタイムの画像処理を組み込み機器で実現できる点が特徴です．これにより，クラウドに依存せずに端末側でAI処理を完結できるエッジAIカメラの開発が可能になります．消費電力を抑えつつ高性能な物体検出や姿勢推定を行えるため，監視システムや産業機器に適用しやすい環境が整っています．

AI開発を支えるツール群

STM32N6を活用する際には，STが提供する開発ツール群を利用することが推奨されます．学習済みモデルを組み込み向けに最適化し，Cコードに変換するためのしくみが整っているため，研究用途だけでなく実機評価まで一貫した開発が可能です．代表的なツールは以下のとおりです．

ST Edge AI Model Zoo：GitHub上に公開されている学習済みモデルのコレクション
STM32Cube.AI：PCで構築したAIモデルをSTM32用のCコードに変換するツール
STEdgeAI-Core：コマンド・ラインからモデル変換を行うしくみ
KerasやTensorFlow，PyTorchなどのフレームワークに対応し，ONNX形式でのやり取りも可能

これらのツールを組み合わせることで，既存の学習済みモデルをSTM32N6に展開し，低レイテンシかつ省電力で推論を行うことができます．

サンプル・プロジェクトと評価指標

STM32AI-ModelZooには，エッジAIカメラ開発に役立つサンプル・プロジェクトが多数用意されています．画像分類や物体検出，インスタンスセグメンテーション，音声イベント検出などのモデルが提供されており，すぐに実行可能です．特に物体検出モデルでは，Bounding boxとクラス，信頼度スコアを出力する構成となっています．

モデルの評価には一般的な指標が用いられます．主な項目は以下のとおりです．

TP（True Positive）：正しく検出できた個数
FP（False Positive）：誤って検出した個数
FN（False Negative）：検出できなかった個数
Precision：$TP/（TP+FP）$で定義され，予測の正しさを示す
Recall：$TP/（TP+FN）$で定義され，検出の網羅性を示す
AP（Average Precision）：1クラスについて全データが見つかるまでの平均精度
mAP（mean AP）：複数クラスのAPを平均した値

これらの指標を基準にすることで，STM32N6上で実行するAIモデルの性能を客観的に評価できます．入力の解像度や量子化の粒度も精度や推論時間に影響を与えるため，最適化の際には重要な要素となります．

実装への応用

STM32N6に含まれるNPUは，従来のCortex-MベースのMCUと比較して大幅に高速な推論を可能にします．GitHubに公開されているModelZooを利用すれば，監視カメラにおける人検出や産業ロボットの部品認識といった応用が実現できます．高効率な組み込みAI処理を行うためには，適切な評価指標を活用しながらモデルを最適化し，限られたメモリと消費電力の制約下で安定動作するよう調整することが重要です．

〈著：ZEPマガジン〉

著者紹介

山田浩之
2015年　都内電子機器メーカに入社．主にUSB3.1やDisplayPort，MIPI，車載向けSer/Desなど高速インタフェース変換基板の設計開発．回路設計からファームウェア，ソフトウェア開発（C/C++）を担当
2023年　「Y-Logic」として独立開業

著書

タッチパネルLCD搭載！Cortex-M4/M7×500MHz！全部入りキット STM32H747I-DISCO誕生．ZEPエンジニアリング．
ディジタル信号処理入門 FFTスペアナの制作．ZEPエンジニアリング．
ディジタル信号処理入門再生速度＆音程エフェクタの制作．ZEPエンジニアリング．
STM32H7ハイスペック・マイコンで作るオーディオ・スペクトラム・アナライザ

スピーカ周波数特性テスタの実装．ZEPエンジニアリング．
世界統一規格新USBType-C攻略DVD（特集）第4部，トランジスタ技術2020年2月号，CQ出版社．
電池交換不要！消費電流1μA未満のソーラ充電式導通チェッカ，トランジスタ技術2020年10月号，CQ出版社．
AVRでサクッとマイコン開発（特集すべて），トランジスタ技術2021年4月号，CQ出版社．
3桁表示ミリオーム計の設計・製作，トランジスタ技術2021年6月号，CQ出版社．
直流バイアス付きコンデンサ容量計，トランジスタ技術2021年11月号-2022年3月号（短期連載），CQ出版社．
超便利！ICの故障・真贋チェッカの製作，トランジスタ技術2023年3月号，CQ出版社
作る！わかる！USBType-C＆電源（特集）第1部3-4章，トランジスタ技術2023年6月号，CQ出版社．
20mVステップUSB可変電源の製作，トランジスタ技術2023年9月号，CQ出版社．
「大安」「仏滅」を計算する六曜カレンダ回路の製作，トランジスタ技術2024年3月号，CQ出版社．