（全球TMT2021年11月24日訊）什么樣的邊緣人工智能系統(tǒng)才是成功的？“精準感知，快速決策，人機協(xié)作，高效節(jié)能，安全可靠”，這是德州儀器（TI）中國區(qū)嵌入式產(chǎn)品系統(tǒng)與應用總監(jiān)Howard Jiang給出的答案。眾所周知，感知、決策及執(zhí)行是邊緣人工智能的3個環(huán)節(jié)，而且隨著邊緣人工智能的發(fā)展，對于嵌入式的感知和決策技術的要求相比非人工智能更嚴苛、更差異化。

感知 -- 邊緣人工智能的數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)是邊緣人工智能的根本，而感知則是數(shù)據(jù)的來源。正如一個人不止需要眼睛來感覺世界，包括耳朵等都是感知自然世界的重要器官，機器同樣需要耳聰目明，各種傳感器隨著技術發(fā)展應運而生。TI推出的單芯片毫米波雷達，在許多應用場合可以規(guī)避傳統(tǒng)攝像頭的弊端，同時支持系統(tǒng)的多項數(shù)據(jù)融合，使得機器可以更好地獲取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對目標的精準感知。

利用毫米波雷達的收發(fā)，能夠以極高的精度測量其視野范圍內(nèi)物體以及障礙物的距離和其相對速度。與基于視覺和激光雷達的傳感器相比，毫米波傳感器的一個重要優(yōu)勢是不容易受雨、塵、煙、霧或霜等環(huán)境條件影響。此外，毫米波傳感器可在完全黑暗中或在陽光直射下工作。這些傳感器可直接安裝在無外透鏡、通風口或傳感器表面的塑料外殼后，非常堅固耐用，能滿足防護等級(IP) 69K 標準。

TI的單芯片毫米波雷達通過CMOS制成工藝技術，實現(xiàn)了傳統(tǒng)雷達所不具備的高性價比優(yōu)勢，同時結(jié)合了ASIC后端處理，可以直接降低BOM成本，減少產(chǎn)品尺寸，并且減少了對于處理器的依賴?；赥I毫米波雷達設計的產(chǎn)品體積是微型激光雷達測距儀的三分之一，重量是其一半。

更重要的是，除了自動駕駛領域，毫米波雷達還可以應用于更廣闊的工業(yè)及智能家居、智能樓宇、醫(yī)療等領域。比如通過毫米波雷達與空調(diào)的結(jié)合，可以實現(xiàn)風隨人動、目標人體的姿態(tài)感知、自動開關等多項智能功能。而在其他應用中，如針對機械臂操作員的安全監(jiān)測、物流機器人/無人機避障檢測、老人跌倒等監(jiān)測，毫米波雷達都擁有以往圖像傳感器所不具備的準確、快速感知等優(yōu)勢，同時滿足許多應用場合的數(shù)據(jù)脫敏要求（可以安裝在臥室、衛(wèi)生間等場合）。

除了毫米波雷達之外，TI還提供了溫度傳感器、DLP^?技術、 ToF等廣泛的產(chǎn)品，從而進一步豐富了機器與人的交互途徑。

決策 -- 邊緣人工智能的大腦

邊緣人工智能設備需要一個聰明的“大腦”來進行數(shù)據(jù)處理和決策。集成式 SoC 通常是邊緣人工智能中一個不錯的選擇，因為除了容納能夠執(zhí)行深度學習推理的各種處理元件外，SoC還集成許多用于整個嵌入式應用的必要組件。一些集成式SoC 包括顯示、圖形、視頻加速和工業(yè)聯(lián)網(wǎng)功能，使單芯片解決方案的功能不僅限于運行ML/AI。

TI的Jacinto™ 7系列處理器正是這樣一款高度集成的SoC，芯片內(nèi)部包括高性能計算、深度學習引擎、用于信號和圖像處理的專用加速器，符合功能安全ASIL-D/SIL-3標準。除了高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)之外，處理器還可以應用于機器人、機器視覺、雷達等領域。

集成的專用加速器包括“C7x”新一代DSP內(nèi)核，將 TI 行業(yè)領先的 DSP 和 EVE 內(nèi)核結(jié)合到一起，并添加了矢量浮點計算功能，并支持向后兼容代碼。隨著邊緣人工智能的興起，DSP由于其基于哈佛架構，可以顯著提升矩陣運算效率，非常適合神經(jīng)網(wǎng)絡計算加速。同時，新增的“MMA”深度學習加速器可在典型工作條件下，以低功率達到8 TOPS的計算性能。

通用內(nèi)核則包括了多核Arm Cortex-A72、Cortex-R5F以及8XE GE8430 GPU等。

Jacinto 7系列的多核異構處理器架構設計，可以最大限度地針對任務進行選擇與優(yōu)化，從而實現(xiàn)更好的性能提升及成本控制。另外，TI還將成熟的算法進行硬件化，加之半導體制程的演進，從而實現(xiàn)最佳的性價比和功耗比。比如TI的ISP，可以基于芯片內(nèi)嵌的硬件加速單元自動實現(xiàn)寬動態(tài)調(diào)整、圖像金字塔縮放、立體深度視覺以及密集光流算法加速等等。

Jacinto 7 系列處理器提供了涉及硬件和軟件的全面安全解決方案，這是汽車和工業(yè)市場的重要關注點。Jacinto 7 系列處理器使用經(jīng)獨立功能安全評估機構（如 TüV SüD）認證的硬件開發(fā)流程，針對 ASIL-D 功能進行了系統(tǒng)設計。而針對如今ADAS數(shù)據(jù)融合所帶來高帶寬多端口的新挑戰(zhàn)，Jacinto 7系列也集成了CSI-2等多路端口，可以保證同多路傳感器互聯(lián)并支持高帶寬數(shù)據(jù)需求。Jacinto 7系列同時集成了PCIe集線器和千兆以太網(wǎng)交換機，可以用于域控制器，從而實現(xiàn)更高水平的集成度。

為了方便用戶進行開發(fā)，TI推出了TI-Edge-AI-Cloud，針對 Jacinto 處理器上 AI 推理的云工具評估并支持許多業(yè)界通用與流行的深度學習框架（包括 TensorFlow Lite、ONNX Runtime、OpenGL ES等），幫助輕松編譯和部署模型并加速推理。

除了視覺識別所常用的CNN之外，諸如預測性維護等邊緣人工智能場景需要的RNN，Jacinto 7處理器同樣也提供相應的支持。此外，TI的工業(yè)應用處理器Sitara^TM系列，集成了Arm Cortex-A系列內(nèi)核，同樣也可以通過Arm NN實現(xiàn)相對低算力要求的邊緣人工智能應用，諸如工業(yè)應用中的預測性維護等。