CEVA apresenta nova arquitetura DSP de hub de sensor configurável

Em um mundo no qual vários sensores estão sendo projetados para quase tudo, o processamento de todas as entradas de dados, ou fusão de sensores, está se tornando uma parte cada vez mais importante do sistema. Para resolver isso, a CEVA introduziu uma arquitetura DSP de hub de sensor de alto desempenho chamada SensPro, que é configurável, combina processamento escalar e paralelo para ponto flutuante e tipos de dados inteiros, bem como aprendizado profundo e inferência.

O crescimento no número e na variedade de sensores em sistemas modernos, e suas necessidades de computação substancialmente diferentes, é o motivo pelo qual a CEVA disse que decidiu projetar uma nova arquitetura desde o início, para enfrentar este desafio. Ele construiu o SensPro como uma arquitetura holística configurável capaz de lidar com cargas de trabalho intensivas usando uma combinação de escalar, processamento vetorial e aceleração de IA, enquanto utiliza as mais recentes técnicas de projeto de microarquitetura de pipelining profundo, paralelismo e multitarefa.

Explicando a nova família de produtos para embedded.com, o diretor sênior de inteligência artificial e marketing de visão computacional da CEVA, Jeff VanWashenova, disse:“Este é o primeiro hub de sensor para sensores múltiplos, baseado em tecnologias de sucesso e na força de nosso portfólio existente, como como o processador NeuPro AI, o processador de visão XM6 e o ​​DSP escalar BX2. É altamente configurável com três configurações principais e apresenta um conjunto de ferramentas de software maduro. ” Ele acrescentou que o silício de próxima geração precisa analisar dados, fundir dados para construir um modelo coerente e, então, fornecer consciência contextual.

A família SensPro fornece os processadores especializados para lidar com eficiência com os diferentes tipos de sensores em smartphones, robótica, automotivo, headsets AR / VR, assistentes de voz, dispositivos domésticos inteligentes e para aplicações industriais e médicas emergentes que estão sendo transformadas com iniciativas como a Indústria 4.0. Esses sensores, entre os quais câmera, radar, lidar, tempo de vôo (ToF), microfones e unidades de medição inercial (IMUs), geram uma infinidade de tipos de dados e taxas de bits derivados de imagem, som, RF e movimento, que pode ser usado para criar um dispositivo totalmente 3D com reconhecimento de contexto.

Dimitrios Damianos, analista de tecnologia e mercado da divisão de sensoriamento da Yole Développement (Yole), comentou:“A proliferação de sensores em sistemas inteligentes continua a aumentar, fornecendo uma modelagem mais precisa do ambiente e do contexto. Os sensores estão se tornando mais inteligentes, e o objetivo não é obter mais e mais dados deles, mas sim maior qualidade dos dados, especialmente em casos de percepção do ambiente / surround, como:hubs de sensores ambientais que usam uma combinação de microfones, pressão, umidade, inercial , sensores de temperatura e gás (casas / escritórios inteligentes), bem como consciência situacional em ADAS / AV, onde muitos sensores (radar, lidar, câmeras, IMU, ultrassom, etc.) devem trabalhar juntos para dar sentido ao ambiente. ”

Yole acrescenta que o desafio é processar e fundir diferentes tipos de dados de diferentes tipos de sensores. Usando uma mistura de processamento escalar e vetorial, matemática de ponto fixo e flutuante juntamente com uma microarquitetura avançada, o SensPro oferece aos designers de sistemas e SoC uma arquitetura de processador unificada para atender às necessidades de qualquer dispositivo multissensor contextualmente ciente.

Construída para maximizar o desempenho por watt para casos de uso de processamento multissensor complexo, a arquitetura SensPro oferece uma combinação de matemática de ponto flutuante de precisão simples e de meia precisão de alto desempenho necessária para processamento de sinal de alta faixa dinâmica, criação de nuvem de pontos e rede neural profunda ( DNN), juntamente com uma grande quantidade de capacidade de processamento paralelo de 8 e 16 bits necessária para voz, imagem, processamento de inferência DNN e localização e mapeamento simultâneos (SLAM). O SensPro incorpora o DSP escalar CEVA-BX amplamente usado da CEVA, que oferece um caminho de migração contínuo de projetos de sistema sensorial único para projetos com sensores contextuais múltiplos.

O novo hub de sensor usa uma arquitetura VLIW de 8 vias altamente configurável, permitindo que seja ajustado para atender a uma ampla gama de aplicações. Sua microarquitetura combina unidades de processamento escalar e vetorial e incorpora um pipeline avançado e profundo, permitindo velocidades operacionais de 1,6 GHz em um nó de processo de 7 nm.

O SensPro incorpora um processador escalar CEVA-BX2 para a execução de código de controle com uma pontuação CoreMark / MHz de 4,3. Ele adota uma ampla arquitetura de processador escalável SIMD para processamento paralelo e é configurável para até 1024 8 × 8 MACs, 256 16 × 16 MACs, suporte a redes neurais binárias 8 × 2 dedicadas, bem como 64 pontos de precisão simples e 128 pontos flutuantes de meia precisão MACs. Isso permite fornecer 3 TOPS para inferência de redes 8 × 8, 20 TOPS para inferência de redes neurais binárias e 400 GFLOPS para aritmética de ponto flutuante. Outros recursos importantes do SensPro incluem uma arquitetura de memória que fornece largura de banda de 400 GB por segundo, cache de instruções de 4 vias, cache de dados vetoriais de 2 vias, DMA e gerenciadores de fila e buffer para descarregar o DSP das transações de dados.

SensPro é acompanhado por um conjunto de ferramentas de software e desenvolvimento para agilizar projetos de sistema, incluindo um compilador LLVM C / C ++, ambiente de desenvolvimento integrado baseado em Eclipse (IDE), API OpenVX, bibliotecas de software para OpenCL, compilador gráfico de rede neural profunda CEVA (CDNN), Funções de imagem CEVA-CV, kit de desenvolvimento de software CEVA-SLAM e bibliotecas de visão, redução de ruído ClearVox, reconhecimento de voz WhisPro, fusão de sensor MotionEngine e estrutura de software SenslinQ.

A CEVA nos disse que a arquitetura do hub do sensor é uma progressão natural do processamento de visão da câmera, depois do processamento de IA e, em seguida, da aquisição da Hillcrest Labs para detecção de movimento no ano passado. Em seguida, introduziu seu IP de hardware SenslinQ e plataforma de software permitindo a comunicação entre os núcleos. Ficou claro que em seu roteiro ele precisava colocar tudo em um único dispositivo. O SensPro fornece aquele hub de sensor independente com processador no dispositivo que unifica o processamento de vários sensores, IA e fusão de sensores em uma única solução.

VanWashenova disse que o primeiro uso será no setor automotivo, para quem a CEVA tem um cliente principal. “Mas também teremos como alvo muitos outros aplicativos, incluindo monitoramento de motorista, robôs de entrega, drones, AR e wearables, vigilância e entretenimento doméstico.”

A opinião do analista

Em seu relatório após a Linley Spring Processor Conference, Mike Demler disse que a Ceva sempre ofereceu DSPs configuráveis ​​e personalizáveis, mas o SensPro marca um afastamento de seus produtos anteriores, que visavam um único aplicativo, como processamento de áudio ou visão computacional. “O SensPro atende a duas tendências da indústria:IA no dispositivo e máquinas inteligentes. Assim como os humanos, as máquinas inteligentes devem empregar vários sentidos para perceber corretamente seu ambiente. Vários fornecedores de chips os visam oferecendo poderosos processadores de rede neural baseados em câmeras, mas eles não têm os recursos de DSP para fusão de sensores ”. Ele acrescentou que seus três modelos pré-configurados iniciais são adequados para vários sistemas de consumo e industriais, mas os licenciados apreciarão a capacidade de personalizar seus projetos quando essa opção chegar em uma versão futura.