CEVA представляет новую конфигурируемую архитектуру DSP концентратора датчиков

В мире, где несколько датчиков встроены почти во все, обработка всех вводимых данных или объединение датчиков становится все более важной частью системы. Чтобы решить эту проблему, CEVA представила высокопроизводительную архитектуру DSP концентратора датчиков под названием SensPro, которая настраивается, сочетает в себе скалярную и параллельную обработку для типов данных с плавающей запятой и целыми числами, а также глубокое обучение и логический вывод.

Рост количества и разнообразия датчиков в современных системах и их существенно отличающиеся потребности в вычислениях - это причина, по которой CEVA заявила, что намеревается разработать новую архитектуру с нуля, чтобы решить эту проблему. Он сконструировал SensPro как конфигурируемую целостную архитектуру, способную обрабатывать интенсивные рабочие нагрузки с использованием комбинации скалярной, векторной обработки и ускорения ИИ, при этом применяя новейшие методы проектирования микроархитектуры, включая глубокую конвейерную обработку, параллелизм и многозадачность.

Объясняя на embedded.com новое семейство продуктов, старший директор CEVA по маркетингу в области искусственного интеллекта и компьютерного зрения Джефф ВанВашенова сказал:«Это первый концентратор датчиков для нескольких датчиков, основанный на успешных технологиях и силе нашего существующего портфолио, таких как как процессор NeuPro AI, процессор машинного зрения XM6 и скалярный DSP BX2. Он легко настраивается с тремя основными конфигурациями и оснащен развитым программным набором инструментов ». Он добавил, что микросхемы следующего поколения должны анализировать данные, объединять данные для построения согласованной модели, а затем обеспечивать контекстную осведомленность.

Семейство SensPro предоставляет специализированные процессоры для эффективной обработки различных типов датчиков в смартфонах, робототехнике, автомобилестроении, гарнитурах AR / VR, голосовых помощниках, устройствах умного дома, а также для новых промышленных и медицинских приложений, которые трансформируются с помощью таких инициатив, как Индустрия 4.0. Эти датчики, среди которых камера, радар, лидар, время пролета (ToF), микрофоны и инерциальные измерительные блоки (IMU), генерируют множество типов данных и битрейтов, полученных из изображений, звука, радиочастот и движения, который можно использовать для создания полноценного трехмерного контекстно-зависимого устройства.

Димитриос Дамианос, аналитик по технологиям и рынку подразделения датчиков Yole Développement (Yole), прокомментировал:«Распространение датчиков в интеллектуальных системах продолжает расти, обеспечивая более точное моделирование окружающей среды и контекста. Датчики становятся умнее, и цель состоит не в том, чтобы получать от них все больше и больше данных, а в повышении качества данных, особенно в случаях восприятия окружающей среды / окружающего пространства, таких как:концентраторы датчиков окружающей среды, которые используют комбинацию микрофонов, давления, влажности, инерционного , датчики температуры и газа (умные дома / офисы), а также ситуационная осведомленность в ADAS / AV, где многие датчики (радар, лидар, камеры, IMU, ультразвуковые и т. д.) должны работать вместе, чтобы понять свое окружение ».

Йоле добавляет, что задача состоит в том, чтобы обрабатывать и объединять разные типы данных от разных типов датчиков. Используя сочетание скалярной и векторной обработки, вычислений с плавающей и фиксированной запятой в сочетании с продвинутой микроархитектурой, SensPro предлагает разработчикам систем и SoC унифицированную архитектуру процессора для удовлетворения потребностей любого контекстно-зависимого мультисенсорного устройства.>

Архитектура SensPro, созданная для максимального увеличения производительности на ватт для сложных сценариев использования с несколькими датчиками, предлагает сочетание высокопроизводительных вычислений с плавающей запятой одинарной и половинной точности, необходимых для обработки сигналов с широким динамическим диапазоном, создания облака точек и глубоких нейронных сетей ( DNN), наряду с большим объемом 8- и 16-битной параллельной обработки, необходимой для голоса, визуализации, обработки вывода DNN и одновременной локализации и отображения (SLAM). SensPro включает в себя широко используемый скалярный DSP CEVA-BX, который предлагает беспрепятственный переход от односенсорных систем к многосенсорным, контекстно-зависимым проектам.

В новом концентраторе датчиков используется 8-канальная архитектура VLIW с широкими возможностями настройки, что позволяет настраивать его для решения широкого круга задач. Его микроархитектура объединяет скалярные и векторные блоки обработки и включает усовершенствованный, глубокий конвейер, обеспечивающий рабочую скорость 1,6 ГГц на 7-нм технологическом узле.

SensPro включает в себя скалярный процессор CEVA-BX2 для выполнения управляющего кода с оценкой 4,3 CoreMark / МГц. Он использует широкую масштабируемую архитектуру процессора SIMD для параллельной обработки и конфигурируется до 1024 MAC 8 × 8, 256 MAC 16 × 16, поддержка выделенных двоичных нейронных сетей 8 × 2, а также 64 одинарной точности и 128 половинной точности с плавающей запятой. MAC. Это позволяет ему обеспечивать 3 TOPS для вывода сетей 8 × 8, 20 TOPS для логических выводов бинарных нейронных сетей и 400 GFLOPS для арифметических операций с плавающей запятой. Другие ключевые особенности SensPro включают архитектуру памяти, обеспечивающую пропускную способность 400 ГБ в секунду, 4-сторонний кэш инструкций, 2-сторонний кеш векторных данных, DMA, а также диспетчеры очередей и буферов для разгрузки DSP от транзакций данных.

SensPro сопровождается набором программного обеспечения и инструментов разработки для ускорения проектирования системы, включая компилятор LLVM C / C ++, интегрированную среду разработки (IDE) на основе Eclipse, API OpenVX, программные библиотеки для OpenCL, компилятор графов глубокой нейронной сети CEVA (CDNN), Функции визуализации CEVA-CV, комплект для разработки программного обеспечения CEVA-SLAM и библиотеки машинного зрения, шумоподавление ClearVox, распознавание речи WhisPro, объединение датчиков MotionEngine и программная среда SenslinQ.

CEVA сообщила нам, что архитектура концентратора датчиков является естественным продолжением обработки изображений, полученных камерой, затем обработки искусственного интеллекта, а затем ее приобретения Hillcrest Labs для обнаружения движения в прошлом году. Затем компания представила аппаратный IP-адрес и программную платформу SenslinQ, обеспечивающую связь между ядрами. Стало ясно, что в ее дорожной карте нужно было собрать все в одном устройстве. SensPro представляет собой автономный концентратор датчиков с процессором на устройстве, который объединяет обработку нескольких датчиков, искусственный интеллект и объединение датчиков в одном решении.

ВанВашенова сказала, что в первую очередь эта технология будет использоваться в автомобилестроении, для которого у CEVA есть ведущий заказчик. «Но мы также будем нацелены на многие другие приложения, включая мониторинг водителей, роботов-доставщиков, дроны, дополненную реальность и носимые устройства, наблюдение и домашние развлечения».

Взгляд аналитика

В своем отчете после конференции Linley Spring Processor Conference Майк Демлер сказал, что Ceva всегда предлагала конфигурируемые и настраиваемые DSP, но SensPro знаменует собой отход от своих более ранних продуктов, нацеленных на одно приложение, такое как обработка звука или компьютерное зрение. «SensPro обращается к двум отраслевым тенденциям:искусственный интеллект на устройствах и интеллектуальные машины. Как и люди, умные машины должны задействовать несколько органов чувств, чтобы правильно воспринимать окружающую среду. Некоторые производители микросхем нацелены на них, предлагая мощные нейросетевые процессоры на базе камер, но им не хватает возможностей DSP для объединения сенсоров ». Он добавил, что его три исходные предварительно сконфигурированные модели подходят для множества потребительских и промышленных систем, но лицензиаты оценят возможность настраивать свои конструкции, когда эта опция появится в следующем выпуске.