網(wǎng)絡(luò )邊緣計算加速機器學(xué)習及推理

作者/Dirk Seidel 萊迪思高級市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理

隨著(zhù)制造商采用工業(yè)4.0技術(shù)框架模型，基于機器學(xué)習的視覺(jué)系統對工業(yè)市場(chǎng)越來(lái)越有吸引力。在當今這個(gè)時(shí)代，制造商通過(guò)整合高級機器人、機器學(xué)習、機器視覺(jué)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）來(lái)提高組織和生產(chǎn)績(jì)效。在“智能工廠(chǎng)”這個(gè)概念的推動(dòng)下，工業(yè)4.0將引入信息物理系統（CPS）來(lái)監控智能工廠(chǎng)的物理進(jìn)程并做出分散化的決策。這種模式將通過(guò)納入諸如大數據和分析、IT和物聯(lián)網(wǎng)融合、機器人技術(shù)的最新進(jìn)展以及數字供應鏈的發(fā)展等概念，推動(dòng)行業(yè)數字化轉型。最后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行人機交互，這些物理系統將成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的一部分。

網(wǎng)絡(luò )邊緣計算，即在網(wǎng)絡(luò )邊緣進(jìn)行“機器學(xué)習推理”的能力（智能城市、智能工廠(chǎng)、智能汽車(chē)等），可最大限度地減少決策和分析的延遲，相比通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將所有數據發(fā)送到數據中心進(jìn)行分析，亦可減少網(wǎng)絡(luò )擁塞，增強用戶(hù)隱私（因為數據停留在本地設備上），并可在無(wú)網(wǎng)絡(luò )連接的情況下進(jìn)行“推理”。盡管機器學(xué)習技術(shù)已存在幾十年，得益于計算能力的發(fā)展和成本降低，以及獲得可用于“訓練”的海量數據（如數字圖像、視頻、音頻等），近年來(lái)它才開(kāi)始表現出比傳統算法更好的結果，使我們能夠構建更復雜，更深層次的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )（CNN）。

由于其并行處理架構，萊迪思FPGA非常適合網(wǎng)絡(luò )邊緣“推理”應用，能夠以最低1瓦的功耗實(shí)現最高的每秒運算（OPS）（與CPU和GPU相比）。使用FPGA提供的并行處理架構可顯著(zhù)加速CNN處理。此外，由于我們還處于機器學(xué)習發(fā)展的早期階段，所以每天都有不斷改良的CNN架構正在研究和發(fā)布。因此，在全新的CNN架構和技術(shù)確定前，靈活和可編程的硬件架構（諸如FPGA所提供的架構）可助力實(shí)現輕松升級。

對于那些希望快速開(kāi)發(fā)的設計人員來(lái)說(shuō)，萊迪思為嵌入式視覺(jué)解決方案提供了一個(gè)易于使用的快速原型開(kāi)發(fā)平臺。嵌入式視覺(jué)開(kāi)發(fā)套件是一個(gè)包含三塊開(kāi)發(fā)板的模塊化平臺，包括CrossLink VIP輸入橋接板、ECP5 VIP處理器板和HDMI VIP輸出橋接板。

·CrossLink VIP輸入橋接板具有2個(gè)MIPI CSI-2接口，可連接至2個(gè)Sony IMX HD攝像頭傳感器。

·ECP5 VIP處理器板配有ECP5 FPGA，專(zhuān)門(mén)優(yōu)化用于支持預處理和后處理。處理器板還通過(guò)NanoVestor連接器和與HelionVision合作的高清圖像信號處理（ISP）IP支持外部圖像傳感器視頻輸入。

·基于Sil1136 IC，HDMI VIP輸出板可連接標準的HDMI顯示器。

三塊開(kāi)發(fā)板組成的套件可為機器人、無(wú)人機、ADAS、智能監控和AV / VR系統等應用提供所需的設計靈活性和低功耗。