当你的智能摄像头项目因为芯片设计复杂而一再延期,当你的视觉算法团队等待硬件平台却迟迟不能开始开发,你是否想过这些问题其实有更好的解决方案?Arm推出的智能视觉参考设计正是针对这些痛点的系统性解决方案,它通过预集成和预验证的硬件子系统,大幅降低了智能视觉设备的开发门槛和周期。
这个参考设计**将Arm现有子系统IP与第三方IP整合,特别针对中国市场视觉应用设备的强劲增长需求而打造。从家庭与办公室安全、智能零售结账系统,到工业自动化等各类场景,都能找到合适的应用方案。
Arm智能视觉参考设计采用异构计算架构,集成了多种处理单元来应对智能视觉应用的复杂需求。这种设计不是简单的IP堆叠,而是经过精心优化的系统级解决方案。
Corstone-1000作为主处理子系统,整合了Cortex-A系列处理器与内建安全性,为不同应用在受限的功耗范围内提供效率及高性能。它支持经过量产考验的Cortex-A35或Cortex-A53配置,并取得了Arm SystemReady IR认证,确保Linux等操作系统的开机即用。
Corstone-300专门为机器学习工作负载提供"永远在线"的低功耗子系统。在智能视觉参考设计中,它作为低功耗待机子系统,显著降低边缘设备的功耗,提高系统效率,特别适合电池供电的视觉设备。
Mali-C55图像信号处理器是Arm迄今为止面积*小、功耗*低、且可配置性*高的ISP产品。它在极小的芯片面积条件下,提供可配置、高能效、高性能的图像质量,支持自动曝光、自动白平衡、自动对焦功能,适于不同照明和恶劣天气环境。
安谋科技的"玲珑"V5视频处理器支持紧凑的、多格式(例如H.264, H.265)且**能的视频编解码处理。其软件可编程特性允许在硬件量产后仍然进行优化和迭代,为合作伙伴提供灵活的组合和选择。
"周易"NPU为广泛的机器学习用例提供高达4TOPS的性能表现,并且支持业界主流的AI框架。在16纳米工艺上实现面积只有3.3平方毫米,已应用于汽车智能座舱、自动驾驶、智能物联网等多个行业。
面对多样的应用需求,选择合适的参考设计配置至关重要。以下是基于不同应用场景的配置建议。
智能家居与安防应用需要平衡性能和功耗。推荐采用Cortex-A35主处理器搭配"周易"NPU的基础配置,提供足够的处理能力同时保持低功耗。Mali-C55 ISP确保在各种光照条件下获得清晰图像。
工业自动化场景对实时性和可靠性要求更高。建议选择Cortex-A53处理器配合Corstone-300低功耗子系统,确保关键任务始终在线。双核配置可以提供更好的故障冗余。
智能零售与商业应用需要强大的视频分析能力。配置应侧重"玲珑"VPU的视频处理能力和"周易"NPU的AI推理性能,支持多路视频流实时分析。
电池供电设备需优先考虑能效。Corstone-300的低功耗待机特性是关键,配合CPU的动态功耗管理,可大幅延长电池寿命。
高性能视觉应用如自动驾驶辅助系统,需要*大化NPU性能并配备强大的CPU核心。4TOPS的"周易"NPU配合多核Cortex-A53处理器可以提供必要的计算能力。
选择时还需要考虑软件生态兼容性。"周易"NPU支持TensorFlow、Caffe、ONNX、PyTorch等主流框架,确保现有模型可以快速部署。
Arm智能视觉参考设计配套提供了完整的开发工具链,大幅简化了开发流程。
Arm虚拟硬件(AVH) 是革命性的开发工具,允许软件开发者在芯片完备前就着手开发和优化代码。通过AVH获取参考设计的虚拟模型,团队可以并行进行软硬件开发,缩短项目周期。
软件开发工具包包含全套驱动程序和中间件。Mali-C55 ISP配备软件驱动实现自动曝光、自动白平衡、自动对焦的3A库以及全套调校和校准工具。这些工具显著降低了图像质量调优的难度。
安全认证支持是另一大优势。参考设计已取得PSA Certified Level 2认证,提供了可靠的安全基础。开发者可以在此基础上构建符合特定安全要求的产品。
性能优化工具帮助开发者充分发挥硬件潜力。包括性能分析器、功耗优化工具和内存带宽调优工具,确保系统达到**性能功耗比。
生态合作伙伴支持通过"Arm智能视觉合作伙伴计划"提供。该计划汇集软件、硬件、系统集成商伙伴,帮助开发者加速产品上市。
基于Arm智能视觉参考设计进行产品开发时,以下几个实践建议可以帮助获得更好的结果。
早期软件移植是关键优势。利用AVH在芯片流片前就开始软件移植和优化工作,可以显著缩短产品上市时间。某客户案例显示,这种方法节省了约3-4个月的开发时间。
功耗优化需要系统级思维。虽然参考设计本身已经优化了功耗,但仍需根据具体应用调整功耗管理策略。例如,设置合理的休眠唤醒策略可以进一步降低平均功耗。
图像质量调优对视觉产品至关重要。建议与Arm批准的ISP调优合作伙伴合作,他们具有丰富的图像质量调优经验,可以帮助快速达到**画质。
安全配置应根据实际需求调整。参考设计提供了安全基础,但开发者需要根据具体应用配置适当的安全级别和策略,平衡安全性与性能的关系。
机器学习模型优化可以提升性能。利用"周易"NPU的量化支持和算子优化,对模型进行针对性优化,可以获得更好的推理性能和精度。
生产测试需要提前规划。参考设计提供了可测试性设计,但仍需开发相应的生产测试方案,确保大规模生产的质量和一致性。
Arm智能视觉参考设计不仅仅是一个技术方案,更是一个完整生态系统的入口。
合作伙伴计划提供了全方位的支持。目前已有十多家来自智能物联网的芯片设计、系统集成、AI算法、开发平台等国内**企业加入该项计划。包括百度飞桨、诚迈科技、星宸科技等知名企业。
软件生态整合是重要优势。百度飞桨已经实现了基于飞桨的视觉模型库和Arm虚拟硬件的整合适配,为AI开发者提供了熟悉的开发环境。
专业服务支持可通过合作伙伴获取。诚迈科技作为中国**个Arm批准的ISP调优伙伴,提供专业的图像质量调优服务,帮助客户达到**画质。
安全认证指导由通过PSA Certified的合作伙伴提供。如厦门星宸科技展示了智能视觉界**者对安全和隐私保护重视程度的提高,为行业树立了标杆。
技术培训与交流定期举办。Arm及其合作伙伴组织技术研讨会和培训课程,帮助开发者快速掌握参考设计的使用方法和**实践。
持续更新与支持确保技术先进性。Arm和安谋科技持续更新和优化参考设计,增加新特性和性能优化,保持技术的竞争力。
Arm智能视觉参考设计的推出,标志着智能视觉芯片开发从"手工作坊"模式向"平台化"模式转变的重要里程碑。这种转变不仅降低了开发门槛,更将推动整个行业的创新速度。
在我看来,参考设计模式的成功关键在于生态建设。技术本身固然重要,但丰富的软件生态、完善的工具链和多元的合作伙伴网络才是长期竞争力的核心。Arm在这方面具有天然优势,其成熟的软件生态系统和广泛的开发者社区是其他方案难以比拟的。
值得注意的是,中国市场的特殊性也是该参考设计成功的重要因素。中国在智能视觉应用方面的创新活跃度和市场需求都是全球**的,这使得针对中国市场优化的参考设计具有显著的先发优势。
从技术趋势看,端侧AI计算正在变得越来越重要。随着隐私保护意识的增强和网络延迟要求的提高,更多的AI计算需要在设备端完成。Arm参考设计提供的NPU加速能力正好迎合了这一趋势。
另一个重要趋势是软硬件协同设计的重要性日益凸显。传统的串行开发模式(先硬件后软件)已经无法满足快速迭代的需求,Arm虚拟硬件提供的并行开发能力代表了未来的发展方向。
*后,我认为安全性将成为智能视觉设备的必备特性而非可选功能。随着视觉设备处理的数据越来越敏感,安全性能将成为产品差异化的关键因素。Arm参考设计提供的安全基础为产品安全性能奠定了良好基础。
Q:Arm智能视觉参考设计主要面向哪些应用场景?
A:该参考设计面向广泛的智能视觉应用场景,包括家庭与办公室安全监控、智能零售结账系统、工业自动化、智能交通管理、智慧城市应用等。其灵活的可配置性使其可以适应从消费级到工业级的不同需求。
Q:参考设计中的"周易"NPU支持哪些AI框架?
A:"周易"NPU支持业界主流的AI框架,包括TensorFlow、Caffe、ONNX、PyTorch等。这种广泛的框架支持确保了开发者可以使用熟悉的工具进行模型开发和部署,降低了学习成本。
Q:如何开始基于Arm智能视觉参考进行开发?
A:开发者可以通过Arm虚拟硬件(AVH) 在芯片完备前就先着手开发和优化代码。AVH提供了参考设计的虚拟模型,使软件开发和硬件开发可以并行进行。同时,可以加入"Arm智能视觉合作伙伴计划"获取更多资源支持。
**见解:
Arm智能视觉参考设计的推出,可能正在悄然改变智能视觉芯片行业的游戏规则。它通过提供预集成、预验证的标准化子系统,将芯片开发从"从零开始"的模式转变为"基于平台的定制化"模式,这显著降低了开发门槛和风险。
这种模式特别有利于创新型企业和小型团队,使他们能够将有限资源集中在差异化创新上,而不是重复进行基础性的IP整合工作。这可能会催生一批专注于特定应用场景的创新视觉产品。
从更广阔的产业视角看,这种参考设计模式也有助于解决物联网市场碎片化带来的挑战。通过提供相对标准化的基础平台,同时保持足够的灵活性,它可能在标准化和定制化之间找到良好的平衡点。
另一个值得关注的点是中国市场的特殊性。Arm选择首先在中国推出这一参考设计,反映了中国在全球智能视觉市场的重要地位和创新活力。中国在智慧城市、智能零售、智能制造等领域的广泛应用场景为智能视觉技术提供了丰富的落地机会。
*后,我认为参考设计成功的真正考验在于生态系统的繁荣程度。技术再先进,如果没有丰富的软件支持、工具链和合作伙伴网络,也很难获得广泛应用。Arm在这方面具有传统优势,但其正的成功还需要更多本土合作伙伴的参与和创新。
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