最近的視覺(jué)AI模型必須處理動(dòng)態(tài)和復(fù)雜的環(huán)境，因此在實(shí)時(shí)應(yīng)用中需要更高的能效和速度。

為了滿足市場(chǎng)需求，瑞薩發(fā)布了下一代動(dòng)態(tài)可重構(gòu)人工智能處理器（DRP-AI）加速器。DRP-AI加速器提供10 TOPS/W的高功率效率，比傳統(tǒng)技術(shù)高出10倍，它可以在低功耗的傳統(tǒng)嵌入式處理器（MPU）上面運(yùn)行復(fù)雜的圖像AI模型，而不需要像以前一樣采用高功耗的GPU來(lái)運(yùn)行。

除了這個(gè)AI加速器外，高端RZ/V2H MPU還配備了使用動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器（DRP）的圖像處理加速器、運(yùn)行頻率高達(dá)1.8GHz的四核Linux處理器Arm Cortex-A55、雙核800MHz Arm Cortex-R8高速實(shí)時(shí)處理器和I/O處理Arm Cortex-M33子內(nèi)核，采用異構(gòu)多處理器配置。

動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器（DRP）

七個(gè)基于Arm的CPU內(nèi)核、下一代DRP-AI和DRP的組合，可以立即處理機(jī)械控制中的圖像識(shí)別和AI判斷結(jié)果，使其成為下一代自主機(jī)器人、自主移動(dòng)機(jī)器人、無(wú)人機(jī)和其他應(yīng)用的理想AI處理器。

下一代AI加速器DRP-AI

RZ/V2M、RZ/V2L和RZ/V2MA嵌入了瑞薩電子獨(dú)創(chuàng)的DRP-AI加速器，但瑞薩已將其獨(dú)創(chuàng)的AI加速器DRP-AI升級(jí)為下一代，以滿足最近的市場(chǎng)需求。

為了大幅提高電源效率，DRP-AI應(yīng)用了INT8量化和硬件支持，用于非結(jié)構(gòu)化修剪，這是傳統(tǒng)AI加速器難以實(shí)現(xiàn)的，以實(shí)現(xiàn)高達(dá)80 TOPS的推理性能和10 TOPS/W的電源效率。

下一代高能效AI加速器（DRP-AI3）：自治系統(tǒng)高級(jí)AI中的嵌入式處理速度提高10倍”白皮書

下圖1顯示了AI推理性能與其他RZ/V產(chǎn)品的比較。以ResNet-50為例，典型的分類卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的性能比不修剪的RZ/V2L高14倍（密集模型），采用模型修剪后的RZ/V2H比RZ/V2L（密集模型）性能高45倍。

圖1 RZ/V系列AI推理性能（不包括前/后處理）

通過(guò)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器DRP打開CV加速

甚至在深度學(xué)習(xí)出現(xiàn)之前，各種方法就已被用于圖像識(shí)別和決策的應(yīng)用中。OpenCV這個(gè)開源的計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)就是這樣一個(gè)例子。即使現(xiàn)在有了AI圖像處理，OpenCV仍然是一項(xiàng)非常有用的技術(shù)。Vision AI和OpenCV現(xiàn)在都在適當(dāng)?shù)膱?chǎng)景一起使用。

為了加速AI和OpenCV等各種圖像處理算法，RZ/V2H MPU設(shè)計(jì)了與DRP-AI分離的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器，為OpenCV加速器提供DRP庫(kù)，充分利用其靈活性。

圖2比較了具有DRP的OpenCV加速器與RZ/V2H四核CPU的性能。例如，通過(guò)使用DRP加速，用于圖像邊緣檢測(cè)的Sobel濾波器從7.6fps提高到123fps的速度，提高了16倍。

圖2 OpenCV加速器性能基準(zhǔn)測(cè)試

AI異構(gòu)配置+高速實(shí)時(shí)控制

雖然快速多核Linux處理器是圖像AI的最佳選擇，但它需要大量的內(nèi)存資源，并且很難實(shí)現(xiàn)機(jī)械控制所需的亞毫秒級(jí)實(shí)時(shí)性能。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，RZ/V2H使用四核Cortex-A55來(lái)運(yùn)行包括AI處理在內(nèi)的Linux程序，并使用專用的高速實(shí)時(shí)處理器在需要高實(shí)時(shí)性能的應(yīng)用（如電機(jī)控制）中進(jìn)行RTOS處理。

通過(guò)使用OpenAMP進(jìn)行處理器間不同操作系統(tǒng)的通信連接，DRP-AI和Linux處理器做出的決策結(jié)果可以反映在RTOS處理器的實(shí)時(shí)機(jī)械控制中。

圖3 RZ/V2H框圖

具有這些獨(dú)特功能的RZ/V2H嵌入式AI微處理器已投入量產(chǎn)，RZ/V2H評(píng)估板也可用于快速啟動(dòng)您的下一個(gè)視覺(jué)AI開發(fā)。

審核編輯：劉清