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I Put a Neural Network in a Thermometer — Then It Got Out of Hand
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AI/ML

ATtiny85/ESP32-C3 환경의 Zero-Dependency AI Inference 구현

I Put a Neural Network in a Thermometer — Then It Got Out of Hand

Alex Rosito2026년 5월 25일4intermediate

Context

기존 온도계 시스템의 비선형적 Steinhart-Hart 방정식 보정을 위해 3차 다항식(Third-degree polynomial) 모델을 사용함. 초저사양 Microcontroller(MCU) 환경에서 외부 라이브러리나 런타임 없이 AI 추론을 구현해야 하는 제약 사항 존재.

Technical Solution

  • 학습은 Desktop에서 수행하고 추론 로직은 C 헤더 파일로 정적 수출하는 Hasaki 프레임워크 설계
  • 별도의 Runtime이나 SDK 없이 C99 툴체인만으로 컴파일 가능한 Standalone C Header 구조 채택
  • Weight 값을 배열로 정의하고 predict() 함수로 단순 연산을 수행하는 Minimalist Inference 엔진 구현
  • 메모리 제약 해결을 위해 Float, INT8, INT4 정밀도 선택이 가능한 Static Quantization 적용
  • Fully-connected Feedforward Network 구조를 통해 연산 복잡도를 낮추고 MCU 리소스 최적화

1. MCU 메모리 맵 분석을 통한 모델 파라미터 크기 및 양자화 수준 결정

2. Runtime 오버헤드 제거를 위한 Weight-to-Header 변환 파이프라인 검토

3. 복잡한 아키텍처(CNN, Transformer) 대신 단순 MLP를 통한 Task 적합성 판단

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