
感知 -- 邊緣人工智能的數(shù)據(jù)來源
數(shù)據(jù)是邊緣人工智能的根本,而感知則是數(shù)據(jù)的來源。正如一個人不止需要眼睛來感覺世界,包括耳朵等都是感知自然世界的重要器官,機器同樣需要耳聰目明,各種傳感器隨著技術發(fā)展應運而生。TI 推出的單芯片毫米波雷達,在許多應用場合可以規(guī)避傳統(tǒng)攝像頭的弊端,同時支持系統(tǒng)的多項數(shù)據(jù)融合,使得機器可以更好地獲取數(shù)據(jù),實現(xiàn)對目標的精準感知。
利用毫米波雷達的收發(fā),能夠以極高的精度測量其視野范圍內(nèi)物體以及障礙物的距離和其相對速度。與基于視覺和激光雷達的傳感器相比,毫米波傳感器的一個重要優(yōu)勢是不容易受雨、塵、煙、霧或霜等環(huán)境條件影響。此外,毫米波傳感器可在完全黑暗中或在陽光直射下工作。這些傳感器可直接安裝在無外透鏡、通風口或傳感器表面的塑料外殼后,非常堅固耐用,能滿足防護等級 ( IP ) 69K 標準。
TI 的單芯片毫米波雷達通過 CMOS 制成工藝技術,實現(xiàn)了傳統(tǒng)雷達所不具備的高性價比優(yōu)勢,同時結(jié)合了 ASIC 后端處理,可以直接降低 BOM 成本,減少產(chǎn)品尺寸,并且減少了對于處理器的依賴?;?TI 毫米波雷達設計的產(chǎn)品體積是微型激光雷達測距儀的三分之一,重量是其一半。
更重要的是,除了自動駕駛領域,毫米波雷達還可以應用于更廣闊的工業(yè)及智能家居、智能樓宇、醫(yī)療等領域。比如通過毫米波雷達與空調(diào)的結(jié)合,可以實現(xiàn)風隨人動、目標人體的姿態(tài)感知、自動開關等多項智能功能。而在其他應用中,如針對機械臂操作員的安全監(jiān)測、物流機器人 / 無人機避障檢測、老人跌倒等監(jiān)測,毫米波雷達都擁有以往圖像傳感器所不具備的準確、快速感知等優(yōu)勢,同時滿足許多應用場合的數(shù)據(jù)脫敏要求(可以安裝在臥室、衛(wèi)生間等場合)。
除了毫米波雷達之外,TI 還提供了溫度傳感器、DLP 技術、 ToF 等廣泛的產(chǎn)品,從而進一步豐富了機器與人的交互途徑。
決策 -- 邊緣人工智能的大腦
邊緣人工智能設備需要一個聰明的 " 大腦 " 來進行數(shù)據(jù)處理和決策。集成式 SoC 通常是邊緣人工智能中一個不錯的選擇,因為除了容納能夠執(zhí)行深度學習推理的各種處理元件外,SoC 還集成許多用于整個嵌入式應用的必要組件。一些集成式 SoC 包括顯示、圖形、視頻加速和工業(yè)聯(lián)網(wǎng)功能,使單芯片解決方案的功能不僅限于運行 ML/AI。
TI 的 Jacinto™ 7 系列處理器正是這樣一款高度集成的 SoC,芯片內(nèi)部包括高性能計算、深度學習引擎、用于信號和圖像處理的專用加速器,符合功能安全 ASIL-D/SIL-3 標準。除了高級駕駛輔助系統(tǒng) ( ADAS ) 之外,處理器還可以應用于機器人、機器視覺、雷達等領域。
集成的專用加速器包括 "C7x" 新一代 DSP 內(nèi)核,將 TI 行業(yè)領先的 DSP 和 EVE 內(nèi)核結(jié)合到一起,并添加了矢量浮點計算功能,并支持向后兼容代碼。隨著邊緣人工智能的興起,DSP 由于其基于哈佛架構(gòu),可以顯著提升矩陣運算效率,非常適合神經(jīng)網(wǎng)絡計算加速。同時,新增的 "MMA" 深度學習加速器可在典型工作條件下,以低功率達到 8 TOPS 的計算性能。
通用內(nèi)核則包括了多核 Arm Cortex-A72、Cortex-R5F 以及 8XE GE8430 GPU 等。
Jacinto 7 系列的多核異構(gòu)處理器架構(gòu)設計,可以最大限度地針對任務進行選擇與優(yōu)化,從而實現(xiàn)更好的性能提升及成本控制。另外,TI 還將成熟的算法進行硬件化,加之半導體制程的演進,從而實現(xiàn)最佳的性價比和功耗比。比如 TI 的 ISP,可以基于芯片內(nèi)嵌的硬件加速單元自動實現(xiàn)寬動態(tài)調(diào)整、圖像金字塔縮放、立體深度視覺以及密集光流算法加速等等。
Jacinto 7 系列處理器提供了涉及硬件和軟件的全面安全解決方案,這是汽車和工業(yè)市場的重要關注點。Jacinto 7 系列處理器使用經(jīng)獨立功能安全評估機構(gòu)(如 T V S D)認證的硬件開發(fā)流程,針對 ASIL-D 功能進行了系統(tǒng)設計。而針對如今 ADAS 數(shù)據(jù)融合所帶來高帶寬多端口的新挑戰(zhàn),Jacinto 7 系列也集成了 CSI-2 等多路端口,可以保證同多路傳感器互聯(lián)并支持高帶寬數(shù)據(jù)需求。Jacinto 7 系列同時集成了 PCIe 集線器和千兆以太網(wǎng)交換機,可以用于域控制器,從而實現(xiàn)更高水平的集成度。
為了方便用戶進行開發(fā),TI 推出了 TI-Edge-AI-Cloud,針對 Jacinto 處理器上 AI 推理的云工具評估并支持許多業(yè)界通用與流行的深度學習框架(包括 TensorFlow Lite、onNX Runtime、OpenGL ES 等),幫助輕松編譯和部署模型并加速推理。
除了視覺識別所常用的 CNN 之外,諸如預測性維護等邊緣人工智能場景需要的 RNN,Jacinto 7 處理器同樣也提供相應的支持。此外,TI 的工業(yè)應用處理器 SitaraTM 系列,集成了 Arm Cortex-A 系列內(nèi)核,同樣也可以通過 Arm NN 實現(xiàn)相對低算力要求的邊緣人工智能應用,諸如工業(yè)應用中的預測性維護等。