芯耀
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AI眼鏡市場(chǎng)歷經(jīng)不同發(fā)展階段，從“萌芽期”經(jīng)“低潮”后，于2019年之后迎來“爆發(fā)期”。如今，受DeepSeek等因素影響，市場(chǎng)進(jìn)入“AI +”階段，消費(fèi)者對(duì)眼鏡在AI方面的能力有了更多期待。隨著市場(chǎng)熱度提升，越來越多廠商加入或準(zhǔn)備加入AI眼鏡市場(chǎng)。
從成本分析來看，SoC芯片占總成本大頭，因此芯原微電子作為芯片設(shè)計(jì)IP供應(yīng)商，將重點(diǎn)聚焦該領(lǐng)域。日前，在芯原第二屆可穿戴專題技術(shù)研討會(huì)上，芯原股份片上系統(tǒng)高級(jí)設(shè)計(jì)總監(jiān)郝鵬鵬分享了芯原AI眼鏡芯片設(shè)計(jì)方案，深入剖析了AI眼鏡市場(chǎng)現(xiàn)狀、芯原的設(shè)計(jì)思路及具體方案，并展示了相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)例。
郝鵬鵬表示，當(dāng)前市場(chǎng)上主要的AI眼鏡芯片方案有三種類型：
“大而全”方案，功能強(qiáng)大，包含CPU、GPU、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器、ISP和顯示控制等，性能強(qiáng)大且可擴(kuò)展性高，但成本較高，因未針對(duì)眼鏡方案做功耗優(yōu)化，功耗表現(xiàn)不佳，還存在技術(shù)支持和供貨問題；
“小而精”方案，突出某一方面功能，如以音頻為主，價(jià)格低、方案成熟且選擇多，不過功能單一，拓展功能需搭配其他芯片，AI能力存在缺陷；
平衡型方案，介于兩者之間，比較平衡但無明顯特點(diǎn)，某方面擴(kuò)展仍需搭配其他芯片，且目前市面上此類芯片AI能力不足，可拓展性受限。
在此背景下，芯原提出了AI眼鏡芯片設(shè)計(jì)方案。芯原認(rèn)為AI眼鏡的“性能、續(xù)航、成本”相互依存，需做平衡，依托IP成熟解決方案、軟硬件全套設(shè)計(jì)服務(wù)及量產(chǎn)平臺(tái)，其SoC設(shè)計(jì)部門可根據(jù)客戶需求定制眼鏡產(chǎn)品方案。在AI眼鏡初期，方案以輕量級(jí)應(yīng)用（無顯示或輕量級(jí)顯示）為主，期望綜合使用時(shí)間大于8小時(shí)，重量達(dá)30克左右，并具備端側(cè)小模型處理能力，圖象處理以1080P為足夠應(yīng)用場(chǎng)景。
在具體設(shè)計(jì)上，整體架構(gòu)中顯示、視頻圖象等處理融入AI，圖象處理采用多核，可根據(jù)負(fù)載量逐級(jí)優(yōu)化功耗，“通訊處理”因功耗高且市場(chǎng)有成熟模塊，考慮用現(xiàn)有模塊作為協(xié)處理芯片與主芯片搭配，顯示處理初期非強(qiáng)需求，可作為選項(xiàng)。
視頻圖象處理除傳統(tǒng)ISP - PIPE外，增加AI - PIPE，采用New Break技術(shù)可將獨(dú)特算法硬化并嵌入ISP，運(yùn)用FLEXA技術(shù)實(shí)現(xiàn)DDR - Iess節(jié)省功耗，通過Token Generation在片內(nèi)存儲(chǔ)或傳給手機(jī)時(shí)僅保留關(guān)鍵信息；
音頻處理采用傳統(tǒng)音頻處理方式，提供完整音頻軟件棧和豐富音頻庫支持，后續(xù)將探討與AI的結(jié)合；顯示處理配備芯原的2.5D或3D GPU及多種型號(hào)可定制的顯示控制器，顯示控制器具有“超分辨率”技術(shù)，可使低分辨率數(shù)據(jù)源（如720P）在顯示時(shí)提高圖像質(zhì)量，節(jié)省存儲(chǔ)、帶寬和功耗，且可利用FLEXA技術(shù)；
設(shè)置獨(dú)立AI算力模塊，支持多核，可根據(jù)模型和算法需求選擇兩核或四核，不浪費(fèi)功率，該模塊可完成Video或Audio工作，ZSP可外掛自定義算法固化在DSP Core上，系統(tǒng)可接收音頻和視頻輸入，通過DSP和硬件加速器做小數(shù)據(jù)量AI處理，也可做Token generation工作；
通訊能力通過外掛單獨(dú)協(xié)處理器處理更好，具有產(chǎn)品差異化、成本控制和功耗控制優(yōu)勢(shì)，芯原有完整的無線通訊解決方案，基于DSP core，支持藍(lán)牙、CAT - 1等；輕量級(jí)應(yīng)用上RISC - V更適合作為CPU，操作系統(tǒng)方面，重量級(jí)眼鏡用安卓，輕量級(jí)應(yīng)用更多采用LinuxLite或FreeRTOS，大任務(wù)跑LinuxLite，小任務(wù)跑FreeRTOS。
郝鵬鵬強(qiáng)調(diào)，芯原的設(shè)計(jì)方案強(qiáng)化了端側(cè)AI能力，采用多核異構(gòu)系統(tǒng)，進(jìn)行層次化大小核功能設(shè)計(jì)，細(xì)致劃分電源域，并提供有針對(duì)性定制，憑借眾多IP和定制SoC經(jīng)驗(yàn)，可針對(duì)不同產(chǎn)品定位提供定制方案。
