1 目標(biāo)和概述

IoT的應(yīng)用隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的成熟，成長的越來越快。然而云端的數(shù)據(jù)處理一定會面臨到延遲、隱私和網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制。尤其對低延遲、實(shí)時在線的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算和處理變得更加重要。很多實(shí)時在線的環(huán)境感知應(yīng)用都已經(jīng)用上了FPGA。除了利用FPGA的彈性接口來適用于各種互連，很多應(yīng)用也期待FPGA的并行處理能力來實(shí)現(xiàn)靈活、低功耗、低延遲的網(wǎng)絡(luò)邊緣推理。像萊迪思iCE40 UltraPlus.具有1mW的超低功耗和WLCSP封裝，使其成為實(shí)時在線可穿戴應(yīng)用和IoT傳感器處理的理想選擇。可是傳統(tǒng)FPGA的硬件設(shè)計(jì)資源尤其是開源的算法并不普遍也較復(fù)雜。

隨著sensAI的推出，實(shí)現(xiàn)FPGA中的低功耗和低成本推理變得前所未有的簡單。利用機(jī)器學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)流程（如Caffe和TensorFlow），萊迪思提供基于iCE40 UltraPlus.和ECP5. FPGA系列的全新開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，幫助開發(fā)人員快速構(gòu)建AI網(wǎng)絡(luò)邊緣解決方案。

2 sensAI解決方案

（1） sensAI解決方案支持的系統(tǒng)架構(gòu)選擇包括：

·基于獨(dú)立運(yùn)行的iCE40 UltraPlus/ECP5 FPGA的實(shí)時在線、集成的解決方案，具有低延遲、安全性高、尺寸小等優(yōu)勢。

·使用iCE40 UltraPlus作為實(shí)時工作處理器的解決方案，可檢測關(guān)鍵詞和各類目標(biāo)，且只有在需要時才喚醒高性能的應(yīng)用處理器/ASSP進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，降低了系統(tǒng)整體功耗。

·利用ECP5的性能/功耗平衡優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速的解決方案，高度靈活的IO可無縫連接至傳感器、低端MCU等原有板載設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。

（2） 解決方案組成包括：

·IP核——卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）加速器和二值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BNN）加速器。

·軟件工具——從Caffe/TensorFlow到FPGA的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編譯器工具、Lattice Radiant.和Diamond. FPGA設(shè)計(jì)軟件。

·iCE40 UltraPlus.和ECP5.超低功耗（小于1mW–1W）、小尺寸、低成本可編程FPGA器件。

·模塊化硬件平臺——基于ECP5.器件的視頻接口平臺（VIP），包括屢獲殊榮的嵌入式視覺開發(fā)套件和基于iCE40 UltraPlus.器件的移動開發(fā)平臺（MDP）。

·參考設(shè)計(jì)——人臉檢測、人員檢測、關(guān)鍵詞檢測、對象計(jì)數(shù)、面部跟蹤和速度標(biāo)志牌檢測。

·設(shè)計(jì)服務(wù)——設(shè)計(jì)服務(wù)合作伙伴的生態(tài)系統(tǒng)為大眾市場應(yīng)用提供定制解決方案，包括智能家居、智慧城市和智能工廠。

3 推廣價(jià)值

萊迪思半導(dǎo)體是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)邊緣智能互連解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，致力于提供基于低功耗FPGA、視頻ASSP的網(wǎng)絡(luò)邊緣智能、互連和控制解決方案，服務(wù)于全球消費(fèi)電子、通信、工業(yè)、計(jì)算和汽車市場的客戶。其推出的sensAI解決方案可實(shí)現(xiàn)：

·利用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)流程如Caffe和TensorFlow在FPGA中實(shí)現(xiàn)推理算法。

·利用FPGA并行處理能力來實(shí)現(xiàn)毫瓦級低功耗、低延遲的網(wǎng)絡(luò)邊緣推理。

·利用FPGA靈活接口來截取并復(fù)制傳感器訊息加以進(jìn)行推理來實(shí)現(xiàn)低產(chǎn)品智能升級。

·可利用FPGA多路同步接口實(shí)現(xiàn)多傳感器的融合推理。

應(yīng)用場景包括：

·停車空位/餐廳空位偵測；

·家電/辦公設(shè)備人員使用偵測；

·設(shè)備維修檢測；

·手勢檢測；

·電梯人員計(jì)算；

·關(guān)鍵詞一級喚醒。

摘自《自動化博覽》2018年增刊《邊緣計(jì)算2018專輯》