Machine Learning e Intelligent Vision for the Industrial Edge

O processador de aplicativos i.MX 8M Plus da NXP permite aprendizado de máquina e visão inteligente para aplicativos de consumo e a borda industrial. Aprenda sobre os recursos deste processador e como ele pode ser usado em sistemas de visão incorporados.

O aumento na automação de processos de manufatura e industriais cria mais demanda por sistemas inteligentes baseados em visão. Esses sistemas capturam a entrada visual e, em seguida, usam uma variedade de técnicas de processamento para tomar decisões com base nessa entrada. Esses sistemas de visão são frequentemente integrados em sistemas de controle maiores e, portanto, devem ser capazes de comunicação em tempo real com outros dispositivos.

O processador de aplicativos i.MX 8M Plus da NXP permite aprendizado de máquina e visão inteligente para a tecnologia de ponta industrial e uma ampla gama de outros aplicativos. Neste artigo, aprenda mais sobre os recursos do processador de aplicativos i.MX 8M Plus e como ele pode ser usado em sistemas de visão incorporados.

Os benefícios do Edge Computing

Ao utilizar a computação em nuvem, o usuário depende de recursos computacionais fora dos limites de sua rede local. Com a computação de ponta, muito do processamento é trazido de volta aos limites da rede local e, como resultado, os dados confidenciais também podem ser mantidos dentro da rede local.

Os dispositivos Edge podem realizar uma ampla variedade de tarefas. No paradigma da computação em nuvem, eles eram frequentemente utilizados para filtrar, pré-processar e armazenar ou armazenar os dados em buffer. Novos avanços, como unidades de processamento neural integradas (NPUs), abrem possibilidades do que pode ser realizado em dispositivos de borda. Dispositivos de ponta que podem tomar decisões com base em uma variedade de fontes de dados, como entrada de câmera, e permitem que os usuários mantenham dados essenciais na rede local. Isso reduz a quantidade de dados que devem ser enviados para a nuvem e aumenta a confiabilidade e segurança geral do sistema. Ele também pode permitir uma tomada de decisão mais rápida em tempo real, pois a transmissão de dados para a nuvem e a espera por respostas de controle adiciona latência, evitando que uma arquitetura de computação em nuvem seja capaz de abordar alguns aplicativos.

Figura 1. Kit de avaliação do processador de aplicativos i.MX 8M Plus da NXP

Com uma NPU incorporada, um sistema de processamento de borda pode descartar resultados indesejados ou ruidosos de um dispositivo de entrada, como uma câmera, e apenas carregar conjuntos de dados relevantes para a nuvem. Isso economiza largura de banda do site local e reduz a quantidade de armazenamento e processamento necessários na nuvem, o que, por sua vez, reduz o custo operacional de longo prazo.

O processador de aplicativos i.MX 8M Plus

O NXP ajuda a habilitar aplicativos baseados em visão no limite com o novo processador de aplicativos i.MX 8M plus integrando duas interfaces de câmera MIPI CSI e processadores de sinal de imagem de câmera dupla (ISPs) com uma resolução suportada de até 12 megapixels, junto com um 2.3 Unidade de processamento neural TOPS (NPU) para acelerar o aprendizado de máquina.

Os ISPs integrados reduzem a complexidade geral do sistema, o custo e os requisitos de energia, enquanto oferecem uma solução de imagem ideal, especialmente em dois megapixels e resoluções mais altas. Os recursos de multimídia do SoC i.MX 8M Plus também incluem codificação e decodificação de vídeo, aceleração gráfica 2D e 3D e funcionalidades de áudio e voz.

O processador i.MX 8M Plus traz interfaces de comunicação, como dois controladores Ethernet gigabit. Um deles é compatível com rede sensível ao tempo (TSN), enquanto o segundo oferece suporte a ponte de áudio e vídeo (AVB). O dispositivo também inclui interfaces duplas CAN-FD, duas portas USB 3.0 / 2.0, uma interface PCIe gen 3.0 e três controladores SDIO 3.0.

O i.MX 8M Plus SoC faz uso de computação heterogênea, fornecendo aos desenvolvedores vários núcleos de processamento programáveis ​​diferentes. Os núcleos Arm® Cortex®-A53 são habilitados com Yocto Linux®, fornecendo habilitação para desenvolvedores de aplicativos. O núcleo M7 integrado oferece desempenho em tempo real ou pode ser usado para habilitar modos de operação de baixo consumo de energia.

Figura 2. Esta placa de avaliação mostra a grande variedade de portas disponíveis para conectar o i.MX 8M Plus ao equipamento existente.

Muitas aplicações de fabricação e controle requerem alta confiabilidade. Para garantir alta confiabilidade, o NXP incluiu suporte para ECC embutido DRAM e ECC na RAM on-chip para detectar e corrigir erros de memória.

Juntando todos os recursos mencionados acima, o processador de aplicativos i.MX 8M Plus é adequado para habilitar qualquer sistema embarcado baseado em visão no limite. Esses sistemas podem variar de mecanismos de controle de qualidade em uma fábrica, que detectam itens com defeito em uma linha de produção, até controladores domésticos inteligentes inteligentes, por exemplo, um controlador de clima e segurança automatizado.

Figura 3. O processador i.MX 8M Plus funciona em uma ampla variedade de aplicativos.

Condições operacionais extremas, longevidade e confiabilidade

Muitos casos de uso industrial requerem um processador que pode ser executado em campo por longos períodos de tempo. O processador de aplicativos i.MX 8M Plus é qualificado industrialmente, capaz de funcionar por até 10 anos em uma faixa de temperatura estendida de -40 ° C a 105 ° C.

Além disso, o aparelho faz parte do programa de longevidade de 15 anos da NXP, garantindo fornecimento por 15 anos após o lançamento do produto. Isso faz com que o processador i.MX 8M Plus funcione para aplicativos que exigem ciclos de vida do produto muito mais longos, seja devido a requisitos de certificação ou prazos de desenvolvimento de software estendidos.

Casos de uso

O processador de aplicativos i.MX 8M Plus é adequado para ser utilizado em uma ampla variedade de aplicações, desde controladores de nível industrial a dispositivos de consumo com eficiência energética. Algumas das aplicações alvo incluem HMI industrial, controladores de automação, sistemas de visão de máquina, equipamentos médicos, segurança e vigilância residencial e gerenciamento de frota. Encontre uma lista de todos os aplicativos de destino do i.MX 8M Plus na página de produto do processador i.MX 8M Plus.

As três notas de aplicação a seguir destacam alguns casos de uso e estudos:

1. Usando a ferramenta de assinatura de código com o módulo de segurança de hardware
2. Fortalecimento da criptografia de chave pública usando a chave segura CAAM
3. i.MX 8M Plus NPU Tempo de aquecimento

Existem também algumas placas disponíveis que permitem a avaliação do SoC i.MX 8M Plus:

• DART-MX8M-PLUS
• MSC SM2S-IMX8PLUS
• i.Core MX8M Plus
• phyCORE-i.MX 8M Plus

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