1 目標和概述

IoT的應用隨著(zhù)機器學(xué)習技術(shù)的成熟，成長(cháng)的越來(lái)越快。然而云端的數據處理一定會(huì )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(shí)在線(xiàn)的應用，網(wǎng)絡(luò )邊緣計算和處理變得更加重要。很多實(shí)時(shí)在線(xiàn)的環(huán)境感知應用都已經(jīng)用上了FPGA。除了利用FPGA的彈性接口來(lái)適用于各種互連，很多應用也期待FPGA的并行處理能力來(lái)實(shí)現靈活、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(shí)在線(xiàn)可穿戴應用和IoT傳感器處理的理想選擇?？墒莻鹘yFPGA的硬件設計資源尤其是開(kāi)源的算法并不普遍也較復雜。

隨著(zhù)sensAI的推出，實(shí)現FPGA中的低功耗和低成本推理變得前所未有的簡(jiǎn)單。利用機器學(xué)習生態(tài)系統和設計流程（如Caffe和TensorFlow），萊迪思提供基于iCE40 UltraPlus.和ECP5. FPGA系列的全新開(kāi)發(fā)生態(tài)系統，幫助開(kāi)發(fā)人員快速構建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架構選擇包括：

·基于獨立運行的iCE40 UltraPlus/ECP5 FPGA的實(shí)時(shí)在線(xiàn)、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(shí)工作處理器的解決方案，可檢測關(guān)鍵詞和各類(lèi)目標，且只有在需要時(shí)才喚醒高性能的應用處理器/ASSP進(jìn)行數據分析，降低了系統整體功耗。

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

（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設計軟件。

·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(jué)開(kāi)發(fā)套件和基于iCE40 UltraPlus.器件的移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺（MDP）。

·參考設計——人臉檢測、人員檢測、關(guān)鍵詞檢測、對象計數、面部跟蹤和速度標志牌檢測。

·設計服務(wù)——設計服務(wù)合作伙伴的生態(tài)系統為大眾市場(chǎng)應用提供定制解決方案，包括智能家居、智慧城市和智能工廠(chǎng)。

3 推廣價(jià)值

萊迪思半導體是物聯(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)于全球消費電子、通信、工業(yè)、計算和汽車(chē)市場(chǎng)的客戶(hù)。其推出的sensAI解決方案可實(shí)現：

·利用業(yè)界標準機器學(xué)習生態(tài)系統和設計流程如Caffe和TensorFlow在FPGA中實(shí)現推理算法。

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

·利用FPGA靈活接口來(lái)截取并復制傳感器訊息加以進(jìn)行推理來(lái)實(shí)現低產(chǎn)品智能升級。

·可利用FPGA多路同步接口實(shí)現多傳感器的融合推理。

應用場(chǎng)景包括：

·停車(chē)空位/餐廳空位偵測；

·家電/辦公設備人員使用偵測；

·設備維修檢測；

·手勢檢測；

·電梯人員計算；

·關(guān)鍵詞一級喚醒。

摘自《自動(dòng)化博覽》2018年增刊《邊緣計算2018專(zhuān)輯》