LinkedIn YouTube Facebook
Szukaj

Wstecz
Artykuły

Multimedialne układy SoC SYNAPTICS dla urządzeń końcowych z obsługą AI

Urządzenia Edge AI, czyli inteligentne urządzenia końcowe korzystające ze sztucznej inteligencji, powodują duże zmiany w obszarze technologii. Przetwarzanie danych wykonywane blisko ich źródła poprawiają czas reakcji systemu, zwiększają bezpieczeństwo i ochronę danych, ułatwiają też skalowalność, Ponadto umożliwiają tworzenie systemów przetwarzania rozproszonego i zmniejszają koszty rozwiązania.

W ostatnich latach nastąpiło wyraźne przesunięcie przetwarzania danych z tradycyjnego modelu ogromnych centrów obliczeniowych w chmurze do małych, lokalnych centrów danych, a nawet urządzeń końcowych. Doprowadziło to do pojawienia się i rozwoju technologii sztucznej inteligencji w małych lokalnych sensorach. Zwłaszcza rozprzestrzenienie się urządzeń brzegowych z algorytmami AI sprowokowało rozwój tej technologii w różnego typu aplikacjach, takich jak smart home, gdzie podstawowa część obliczeń może być realizowana na miejscu, w systemie domowym, a dopiero bardziej zaawansowane funkcje, jak asystent cyfrowy, są przetwarzane w chmurze.

Obecnie wiele przedsiębiorstw wdraża funkcje AI w produkowanych przez siebie urządzeniach końcowych. Daje to oszczędności energii, niskie opóźnienia i zwiększenie mocy obliczeniowej w systemach czasu rzeczywistego. Zapewniają też korzyści w zakresie bezpieczeństwa i ochrony danych, co pozwala również skuteczniej przestrzegać obowiązujących przepisów.

Są to powody, dla którego rynek Edge AI nabiera coraz większego rozmachu. Według Fortune Business Insights szacuje się, że ta branża wzrośnie z 15,6 miliardów dolarów w 2022 r. do 107,47 miliardów w 2029 r., przy skumulowanym rocznym wskaźniku wzrostu (CAGR) wynoszącym 31,7%.

Przemysł i procesy produkcyjne

Sektor przemysłowy postrzega sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe jako technologie kluczowe dla ich perspektyw biznesowych. Ankieta przeprowadzona wiosną 2023 r. przez firmę Arm wykazała, że przetwarzanie brzegowe i uczenie maszynowe należą do pięciu technologii, które będą miały największy wpływ na rzeczywistość w nadchodzących latach. Prawie 70% respondentów uważało, też że technologie IoT są im absolutnie niezbędne, aby konkurować na swoich rynkach.

Modernizacja przemysłu i rozwój inteligentnych procesów pro produkcji spowodowała zmiany w automatyce, robotyce i przemysłowym IoT (IIoT). Sektor produkcji przechodzi transformację cyfrową polegającą na wprowadzeniu w halach produkcyjnych tzw. cyberfizycznych systemów produkcyjnych (CPPS) (np. robotów przemysłowych, urządzeń automatyki). Systemy te składają się z części fizycznej i cyfrowej. Gromadzą i analizują dane dotyczące procesów produkcyjnych. Dzięki analizie danych algorytmy AI są w stanie wydedukować pewne informacje na temat optymalizacji tych procesów. Co więcej, mogą od razu wykorzystać te dane do szybkiej ich zmiany, co bezpośrednio przekłada się na jakośc automatyzacji procesu, a także całości procesu produkcyjnego.

Tym niemniej jednak zaprojektowanie systemu czasu rzeczywistego jest prawie niemożliwa jeśli wszystkie dane przesyłamy do chmury i tam je przetwarzamy. Opóźnienia są po prostu zbyt duże. Te ograniczenia można ominąć sięgając po przetwarzanie w systemach lokalnych. Ze względu na fizycznie mniejszą odległość od procesów produkcyjnych pozwalają osiągnąć niższe opóźnienia i dużo krótszy czas reakcji.

Multimedialne układy SoC marki SYNAPTICS

Procesory multimedialne firmy SYNAPTICS są często wykorzystywane w aplikacjach smart home. Zaletami chipów firmy są: niski pobór mocy, imponujące możliwości multimedialne, a także bezproblemową integrację z systemami inteligentnego domu nowej generacji.

 DVF120VS640VS680
CPU4x Cortex-A55, 1,9 GHz, 20K+ DMIPS4x Cortex-A55, 1,9 GHz, 20K+ DMIPS, 2x HiFi4 AudioDSP4x Cortex-A73, 2,1 GHz, 40K+ DMIPS
GPUImagination BXE-2-32, 2PPC, Open GL ES 3.2/Vulkan 1.2/OpenCL3.0 Android NN, Manhattan 3.0 9,6 fps  Imagination GE9608, 2PPC, Open GL ES 3.2/Vulkan 1.0, Manhattan 3.0 9,2 fps  Imagination GE9920, 8PPC, Open GL ES 3.2/Vulkan 1.0, Manhattan 3.0 20 fps  
BezpieczeństwoOchrona firewall, Pamięć anti-fuse OTP, Trust zone, TRNG, AES, DES, 3DES, SH1/SHA2/Dedykowany SPU, Bezpieczne uruchamianie, DRMs, CASDedykowany SPU, Bezpieczne uruchamianie, DRMs, CAS
ML / AI30 GFLOPS operacji FP32bit na GPU1 TOPS wraz ze specjalną optymalizacją1 TOPS wraz ze specjalną optymalizacją
Pamięć32-bitowa pamięć DDR4/DDR3/DDR3L do 2133 MHz32-bitowa pamięć LPDDR4/x, DDR4 do 3733 MHz32/64-bitowa pamięć LPDDR4/x, do 3733 MHz
DekoderyProgramowy4Kp75 AV1/HEVC/H.264/VP9/VP84Kp120 AV1/HEVC/H.264/VP9/VP8
EnkoderyOpcjonalny na ISP poprzez USB1080p30, H.2641080p120, H.264, VP8
EkranMIPI-DSI, 24-bit RGBHDMI 2.1, MIPI-DSI, HDR10+, HDR10, HLG, DolbyHDMI 2.1 (z eARC), MIPI-DSI, HDR10+, HDR10, HLG, Dolby
KameraTylko USBTylko USB2XMIPI-CSI / ISP
Wyjście wideoBrakBrak8XTS, HDMI 2.1
AudioWe: 4xPDM, 5xI2S (TDM 10ch), Wy: 5xI2S (TDM 10ch)We: 2xPDM, 8xI2S, Wy: 8xI2S, SPDIFWe: 2xPDM, 8xI2S, SPDIF Wy: 8xI2S, SPDIF
InterfejsyUSB 2.0/3.0, Gigabit Ethernet MACPCIe Gen 2 1-lane, USB 2.0/3.0, SDIO, 10/100 PHYPCIe Gen 2 1-lane, USB 2.0/3.0, SDIO, RGMII
Obudowa12 nm, FCBGA 13×13 mm12 nm, FCBGA 13×13 mm12 nm, FCBGA 17×17 mm

Układ SoC VideoSmart™ VS680 jest przeznaczony do systemów przetwarzania na końcu sieci, który składa się z procesora, układu NPU do obsługi sieci neuronowych i procesora graficznego. Przykładowe zastosowania platformy to m.in. inteligentne wyświetlacze, kamery, dekodery i urządzenia do streamingu. SYNAPTICS VS680 zawiera silnik wideo Qdeo 4K, procesor audio umożliwiający wykrywanie słów kluczowych z dużej odległości i rozpoznawanie głosu, a także opatentowany akcelerator deep learningu (DLA) SyNap. Oferuje również wydajny procesor graficzny Imagination PowerVR Series9. Kolejną nowością jest procesor ISP z możliwością obróbki HDR, który obsługuje dwie kamery 4K.

Poprzednie układy z serii VideoSmart były przeznaczone głownie na rynek dekoderów multimedialnych, natomiast najnowszy VS680 radzi sobie w szerszej gamie aplikacji, zwłaszcza w dziedzinie smart home. Świetnie komponuje się z inteligentnymi wyświetlaczami, które umożliwiają prowadzenie wideorozmów. Procesor audio może także sterować inteligentnym głośnikiem lub soundbarem, a w połączeniu z DLA obsługuje również funkcje interfejsu głosowego, a także cyfrowego asystenta opartego na chmurze. DLA współpracuje z podwójnym procesorem ISP, co pozwala obsłużyć algorytmy sieci neuronowych przetwarzające wideo z kamer przednich i tylnych. Umożliwia to m.in. identyfikację twarzy, rozpoznawanie obiektów i wideomonitoring. Silnik graficzny Qdeo może obsługiwać dwa wyświetlacze –  jednocześnie umożliwiać pracę panelu dotykowego 1080p w dekoderze i przesyłanie sygnału do telewizora 4K. Jednostka obsługująca przetwarzanie neuronowe osiąga 6,75 TOPS dla operacji na danych 8-bitowych. Dla porównania, w tej dokładności VS640 może pracować z prędkością tylko 1 TOPS. Inną istotną różnicą jest rdzeń Cortex-A73 w miejsce Cortexa-A55.

VS680 jest obsługiwany przez zestaw narzędzi SyNAP, który umożliwia klientom optymalizację modeli ML/AI w celu pełnego wykorzystania ich możliwości. Jest w stanie pracować z modelami wideo, wizyjnymi i dźwiękowymi.

Zastosowanie w inteligentnych wyświetlaczach

Inteligentne ekrany stały się interesującą nową opcją dla komputerów konsumenckich, przemysłowych i biznesowych. Zyskały na popularności podczas pandemii Covid-19, kiedy ludzie zaczęli pracować z domu. Łącząc funkcje AI, komunikację bezprzewodową, wykrywanie dotyku, dźwięku i wizji oraz szerokie możliwości przetwarzania danych, inteligentne ekrany są w stanie zapewnić bardzo duże możliwości i wygodną obsługę, co czyni je ciekawą opcją dla szerokiego zakresu aplikacji.

Układy SoC Synaptics VideoSmart są dostępne w ofercie Codico

Aby uzyskać więcej informacji prosimy o kontakt:

Paweł Pajda

Sales Engineer Active Components – Polska

CODICO Polska

Pawel.Pajda@codico.com

Tel. +48 12 4171083 wewn. 21

Mob. +48 602 533 063

Autor: CODICO
CODICO zajmuje się projektowaniem i dystrybucją komponentów elektronicznych. Portfolio obejmuje komponenty aktywne i pasywne oraz produkty technologii połączeń. Oprócz kompleksowego zarządzania projektami, firma oferuje wsparcie i doradztwo od fazy rozwoju do produktu końcowego i daleko poza zamówienie.