芯耀
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邊緣智能發(fā)展進步之迅速，往往與人類智慧的不斷進步密不可分。邊緣質(zhì)能的發(fā)展?fàn)顩r已然非常喜人；邊緣設(shè)備能夠感知它們所處的環(huán)境，同時處理不同的輸入信息，并推測它們的操作將會帶來的結(jié)果。這似乎已經(jīng)接近十幾歲孩子的智力水平。不過目前邊緣智能技術(shù)剛開始起步，它的發(fā)展前景令人期待。利用機器學(xué)習(xí)(ML)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面技術(shù)的進步，開發(fā)人員創(chuàng)建了豐富多樣的應(yīng)用，包括工業(yè)機器視覺、圖像分類、對象檢測、語音識別、自然語言處理、手勢和情緒檢測等，這些應(yīng)用改變了我們生活、工作和學(xué)習(xí)的方式。很多創(chuàng)新的機器學(xué)習(xí)技術(shù)部署在邊緣設(shè)備上，提高了我們的住宅、辦公室、工廠、城市的安全性、智能化程度和便利性。
機器學(xué)習(xí)相當(dāng)于利用計算引擎來處理復(fù)雜的人工任務(wù)，但速度更快，甚至能夠自主運行，無需人為的直接干預(yù)。運行機器學(xué)習(xí)應(yīng)用時，需要執(zhí)行海量的數(shù)學(xué)運算，總計達到每秒數(shù)萬億次。以前，機器學(xué)習(xí)需要成本昂貴而又復(fù)雜的云計算，也就是“基于云的人工智能”。但現(xiàn)在，很多機器學(xué)習(xí)操作可在網(wǎng)絡(luò)邊緣進行，在這里，智能互連設(shè)備提供更快的運行時響應(yīng)、更低的延遲（即數(shù)據(jù)無需在設(shè)備和云之間往返傳輸），可靠性、私密性和安全性更出色。
基于邊緣的機器學(xué)習(xí)當(dāng)前采用的核心引擎通常是功能強大的多核處理器，具有豐富的特性和功能，可以進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、視覺、語音和多媒體的處理，所有這些工作都需要在單個片上系統(tǒng)(SoC)上進行。而我們現(xiàn)在可以很高興的宣布，恩智浦的i.MX 8M Plus應(yīng)用處理器系列對全球各地的用戶正式實現(xiàn)量產(chǎn)。i.MX 8M Plus是恩智浦EdgeVerse™產(chǎn)品組合的新成員，也隸屬于恩智浦高性能應(yīng)用處理器i.MX 8系列。
我們在i.MX 8M應(yīng)用處理器中集成了開發(fā)人員所需要的異構(gòu)多內(nèi)核、子系統(tǒng)和豐富的接口，并提供多種組合可供用戶選擇。i.MX 8M Plus是恩智浦首款集成了專用神經(jīng)處理單元(NPU)的應(yīng)用處理器，可大大加快工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)邊緣的機器學(xué)習(xí)推理。同時它還集成了雙圖像信號處理器(ISP)、四個或兩個工作頻率高達1.8 GHz的Arm® Cortex-A53內(nèi)核、配以主頻800 MHz Cortex-M7內(nèi)核作獨立的實時控制、另外還集成了用于實現(xiàn)語音和自然語言加速的800 MHz HiFi 4音頻DSP、高精度圖形處理單元(GPU)。由此，開發(fā)人員可將機器推理功能轉(zhuǎn)移到NPU上執(zhí)行，同時結(jié)合Cortex-A和Cortex M內(nèi)核、DSP和GPU的強大性能，以執(zhí)行其他復(fù)雜的系統(tǒng)級或應(yīng)用任務(wù)。
i.MX 8M Plus應(yīng)用處理器框圖
i.MX 8M Plus應(yīng)用處理器能夠?qū)崿F(xiàn)相對完善的機器學(xué)習(xí)和多媒體功能，利用雙攝像頭ISP和八個麥克風(fēng)輸入，提供靈敏的機器視覺和語音識別能力。此外，雙CAN-FD和雙千兆以太網(wǎng)接口讓它擁有了穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)控制能力，i.MX 8M Plus還集成了時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)，以支持一系列工業(yè)自動化設(shè)計。內(nèi)存的糾錯碼(ECC)技術(shù)能夠保護內(nèi)部存儲器，對于要求苛刻的工廠車間應(yīng)用，有助于確保高可靠性。
在邊緣部署機器學(xué)習(xí)
采用i.MX 8M Plus處理器，開發(fā)人員能夠?qū)C器學(xué)習(xí)工作負(fù)載轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)邊緣的終端設(shè)備，無論是語音、視頻或異常檢測，網(wǎng)絡(luò)邊緣都是接收信息最近的節(jié)點。開發(fā)人員可以利用片上NPU來處理機器學(xué)習(xí)任務(wù)，其性能達到2.3萬秒次運算每秒(TOPS)，處理機器學(xué)習(xí)相關(guān)任務(wù)，速度比Arm內(nèi)核快大約30倍。通過在壓縮和稀疏性方面進行優(yōu)化（即消除不必要的乘零計算），進一步增強機器學(xué)習(xí)算法的性能表現(xiàn)。數(shù)據(jù)壓縮也是非常有用的，因為它可消除系統(tǒng)存儲器瓶頸，同時存儲器和DRAM控制器都能達到4千兆每秒(GT/s)的傳輸速率。
您機器學(xué)習(xí)的解決方案
基于邊緣的機器學(xué)習(xí)應(yīng)用通常包括一類與攝像頭圖像數(shù)據(jù)相關(guān)的機器視覺應(yīng)用。但如果高分辨率攝像頭距邊緣設(shè)備有一定距離的話會如何？對基于i.MX 8M Plus的設(shè)備來說，這不會造成任何問題。為了最大程度減少延遲和成像質(zhì)量下降，i.MX 8M Plus采用專用的ISP模塊處理圖像加速，同時兩個攝像頭輸入實現(xiàn)了立體影像，模仿人的左眼和右眼結(jié)合的視覺表現(xiàn)。
i.MX 8M Plus所集成ISP提供足夠的處理能力，以處理復(fù)雜的圖像處理任務(wù)，例如高動態(tài)范圍(HDR)的快速多重曝光、來自兩個不同攝像頭的同步廣角和縮放視圖。廣角魚眼畸變校正也是由ISP處理的另一項重要功能。采用魚眼鏡頭的低成本攝像頭可能讓圖像產(chǎn)生畸變，進而無法識別。i.MX8M Plus處理器的廣角魚眼畸變校正引擎可對圖像進行標(biāo)準(zhǔn)化，以便進行精確的機器學(xué)習(xí)識別與處理。ISP還能夠處理圖像增強，例如“圖像降噪”，這種功能在低光照環(huán)境下至關(guān)重要，因為低光照會導(dǎo)致圖像模糊。使用機器學(xué)習(xí)算法，ISP能夠檢測需要銳化和降噪的圖像部分，而讓其他圖像區(qū)域保持自然模糊。對于高級多媒體和顯示應(yīng)用，i.MX 8M Plus包括視頻解碼器/編碼器，支持H.265壓縮算法，可以離線存儲大圖像，以便日后處理。
工業(yè)級機器學(xué)習(xí)的理想解決方案
i.MX 8M Plus應(yīng)用處理器針對工業(yè)應(yīng)用進行一系列優(yōu)化，包括ECC，它是用于檢測和糾正系統(tǒng)存儲器位錯誤的必備功能。例如，阿爾法粒子是在某些環(huán)境中出現(xiàn)的一種放射物，可能誘發(fā)SRAM中的軟錯誤，引起存儲器問題，導(dǎo)致軟件崩潰。ECC算法可以檢測和糾正這些錯誤，從而顯著降低軟錯誤率(SER)。
i.MX 8M Plus支持工業(yè)自動化的TSN以太網(wǎng)連接
很多復(fù)雜工廠流程都需要能夠精確把控時間的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。為此，i.MX 8M Plus支持TSN以太網(wǎng)連接，有助于保證數(shù)據(jù)在正確的時間進行傳輸，以支持工廠車間針對時間敏感型的要求。另外，兩個CAN-FD外設(shè)支持低延遲通信和網(wǎng)絡(luò)功能。與其他所有片上內(nèi)核、外設(shè)和接口組合在一起，i.MX 8M Plus可用于構(gòu)建功能全面的工業(yè)系統(tǒng)，為工業(yè)4.0提供一系列基于邊緣的機器學(xué)習(xí)功能。
i.MX 8M Plus處理器的強大生命力
雖然電子行業(yè)不斷演進，但我們始終需要產(chǎn)品在相對極端的環(huán)境下保持可靠性和穩(wěn)定工作，并且保證產(chǎn)品持續(xù)供應(yīng)。i.MX 8M Plus應(yīng)用處理器是恩智浦長期供貨保證計劃的一部分，自產(chǎn)品發(fā)布之日起，提供至少15年的生產(chǎn)供應(yīng)。因此在未來的很多年內(nèi)，您可以依賴i.MX 8M Plus處理器來運行機器學(xué)習(xí)應(yīng)用。
恩智浦利用多種音頻板、攝像頭模塊和評估套件，以及包含合作伙伴工具和解決方案的豐富生態(tài)系統(tǒng)，為i.MX 8M Plus的機器學(xué)習(xí)、視覺、多媒體和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供支持。現(xiàn)在您就可以立即訂購i.MX 8M Plus評估套件開始您的設(shè)計。
