1 目標和概述
IoT的應用隨著機器學習技術的成熟,成長的越來越快。然而云端的數(shù)據(jù)處理一定會面臨到延遲、隱私和網(wǎng)絡帶寬的限制。尤其對低延遲、實時在線的應用,網(wǎng)絡邊緣計算和處理變得更加重要。很多實時在線的環(huán)境感知應用都已經(jīng)用上了FPGA。除了利用FPGA的彈性接口來適用于各種互連,很多應用也期待FPGA的并行處理能力來實現(xiàn)靈活、低功耗、低延遲的網(wǎng)絡邊緣推理。像萊迪思iCE40 UltraPlus.具有1mW的超低功耗和WLCSP封裝,使其成為實時在線可穿戴應用和IoT傳感器處理的理想選擇。可是傳統(tǒng)FPGA的硬件設計資源尤其是開源的算法并不普遍也較復雜。
隨著sensAI的推出,實現(xiàn)FPGA中的低功耗和低成本推理變得前所未有的簡單。利用機器學習生態(tài)系統(tǒng)和設計流程(如Caffe和TensorFlow),萊迪思提供基于iCE40 UltraPlus.和ECP5. FPGA系列的全新開發(fā)生態(tài)系統(tǒng),幫助開發(fā)人員快速構建AI網(wǎng)絡邊緣解決方案。
2 sensAI解決方案
(1) sensAI解決方案支持的系統(tǒng)架構選擇包括:
·基于獨立運行的iCE40 UltraPlus/ECP5 FPGA的實時在線、集成的解決方案,具有低延遲、安全性高、尺寸小等優(yōu)勢。
·使用iCE40 UltraPlus作為實時工作處理器的解決方案,可檢測關鍵詞和各類目標,且只有在需要時才喚醒高性能的應用處理器/ASSP進行數(shù)據(jù)分析,降低了系統(tǒng)整體功耗。
·利用ECP5的性能/功耗平衡優(yōu)勢實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡加速的解決方案,高度靈活的IO可無縫連接至傳感器、低端MCU等原有板載設備,實現(xiàn)系統(tǒng)控制。
(2) 解決方案組成包括:
·IP核——卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)加速器和二值神經(jīng)網(wǎng)絡(BNN)加速器。
·軟件工具——從Caffe/TensorFlow到FPGA的神經(jīng)網(wǎng)絡編譯器工具、Lattice Radiant.和Diamond. FPGA設計軟件。
·iCE40 UltraPlus.和ECP5.超低功耗(小于1mW–1W)、小尺寸、低成本可編程FPGA器件。
·模塊化硬件平臺——基于ECP5.器件的視頻接口平臺(VIP),包括屢獲殊榮的嵌入式視覺開發(fā)套件和基于iCE40 UltraPlus.器件的移動開發(fā)平臺(MDP)。
·參考設計——人臉檢測、人員檢測、關鍵詞檢測、對象計數(shù)、面部跟蹤和速度標志牌檢測。
·設計服務——設計服務合作伙伴的生態(tài)系統(tǒng)為大眾市場應用提供定制解決方案,包括智能家居、智慧城市和智能工廠。
3 推廣價值
萊迪思半導體是物聯(lián)網(wǎng)領域網(wǎng)絡邊緣智能互連解決方案的領先供應商,致力于提供基于低功耗FPGA、視頻ASSP的網(wǎng)絡邊緣智能、互連和控制解決方案,服務于全球消費電子、通信、工業(yè)、計算和汽車市場的客戶。其推出的sensAI解決方案可實現(xiàn):
·利用業(yè)界標準機器學習生態(tài)系統(tǒng)和設計流程如Caffe和TensorFlow在FPGA中實現(xiàn)推理算法。
·利用FPGA并行處理能力來實現(xiàn)毫瓦級低功耗、低延遲的網(wǎng)絡邊緣推理。
·利用FPGA靈活接口來截取并復制傳感器訊息加以進行推理來實現(xiàn)低產(chǎn)品智能升級。
·可利用FPGA多路同步接口實現(xiàn)多傳感器的融合推理。
應用場景包括:
·停車空位/餐廳空位偵測;
·家電/辦公設備人員使用偵測;
·設備維修檢測;
·手勢檢測;
·電梯人員計算;
·關鍵詞一級喚醒。
摘自《自動化博覽》2018年增刊《邊緣計算2018專輯》