CEVA führt neue konfigurierbare Sensor-Hub-DSP-Architektur ein

In einer Welt, in der fast alles aus mehreren Sensoren besteht, wird die Verarbeitung aller Dateneingaben oder die Sensorfusion zu einem immer wichtigeren Bestandteil des Systems. Um dies zu beheben, hat CEVA eine hochleistungsfähige Sensor-Hub-DSP-Architektur namens SensPro eingeführt, die konfigurierbar ist und skalare und parallele Verarbeitung für Gleitkomma- und Integer-Datentypen sowie Deep Learning und Inferencing kombiniert.

Die wachsende Anzahl und Vielfalt von Sensoren in modernen Systemen und deren erheblich unterschiedliche Berechnungsanforderungen sind der Grund, warum CEVA beschlossen hat, von Grund auf eine neue Architektur zu entwickeln, um dieser Herausforderung zu begegnen. Es konstruierte SensPro als konfigurierbare, ganzheitliche Architektur, die in der Lage ist, intensive Workloads mit einer Kombination aus Skalar-, Vektorverarbeitung und KI-Beschleunigung zu bewältigen, während die neuesten Mikroarchitektur-Designtechniken wie Deep Pipelining, Parallelität und Multitasking verwendet werden.

Jeff VanWashenova, Senior Director of Artificial Intelligence and Computer Vision Marketing bei CEVA, erläuterte embedded.com die neue Produktfamilie:„Dies ist der erste Sensor-Hub für mehrere Sensoren, basierend auf erfolgreichen Technologien und der Stärke unseres bestehenden Portfolios, wie z B. der NeuPro AI-Prozessor, der XM6-Vision-Prozessor und der BX2-Skalar-DSP. Es ist mit drei Kernkonfigurationen hochgradig konfigurierbar und verfügt über ein ausgereiftes Software-Toolset.“ Er fügte hinzu, dass Silizium der nächsten Generation Daten analysieren, Daten zusammenführen muss, um ein kohärentes Modell zu erstellen, und dann kontextbezogenes Bewusstsein liefern muss.

Die SensPro-Familie bietet die spezialisierten Prozessoren, um die verschiedenen Arten von Sensoren in Smartphones, Robotik, Automobil, AR/VR-Headsets, Sprachassistenten, Smart-Home-Geräten und für aufkommende industrielle und medizinische Anwendungen, die mit Initiativen wie Industrie 4.0 transformiert werden, effizient zu handhaben. Diese Sensoren, darunter Kamera, Radar, Lidar, Flugzeit (ToF), Mikrofone und Trägheitsmesseinheiten (IMUs), erzeugen eine Vielzahl von Datentypen und Bitraten, die aus Bildgebung, Ton, HF und Bewegung abgeleitet werden. die verwendet werden kann, um ein vollständiges kontextbezogenes 3D-Gerät zu erstellen.

Dimitrios Damianos, Technologie- und Marktanalyst der Sensorabteilung bei Yole Développement (Yole), kommentierte:„Die Verbreitung von Sensoren in intelligenten Systemen nimmt weiter zu und ermöglicht eine präzisere Modellierung der Umgebung und des Kontexts. Sensoren werden immer intelligenter, und das Ziel ist nicht, immer mehr Daten von ihnen zu erhalten, sondern eine höhere Datenqualität, insbesondere in Fällen von Umgebungs-/Umgebungswahrnehmung wie:Umgebungssensor-Hubs, die eine Kombination aus Mikrofonen, Druck, Feuchtigkeit, Trägheit verwenden , Temperatur- und Gassensoren (Smart Homes/Büros) sowie Situationsbewusstsein in ADAS/AV, wo viele Sensoren (Radar, Lidar, Kameras, IMU, Ultraschall usw.) zusammenarbeiten müssen, um ihre Umgebung zu verstehen.“

Yole fügt hinzu, dass die Herausforderung darin besteht, verschiedene Arten von Daten von verschiedenen Arten von Sensoren zu verarbeiten und zu fusionieren. Mit einer Mischung aus Skalar- und Vektorverarbeitung, Gleitkomma- und Festkomma-Mathematik in Verbindung mit einer fortschrittlichen Mikroarchitektur bietet SensPro System- und SoC-Designern eine einheitliche Prozessorarchitektur, um die Anforderungen jedes kontextabhängigen Multisensorgeräts zu erfüllen.

Die SensPro-Architektur wurde entwickelt, um die Leistung pro Watt für komplexe Anwendungsfälle der Multisensor-Verarbeitung zu maximieren. DNN)-Training, zusammen mit einer großen Menge an paralleler 8- und 16-Bit-Verarbeitungskapazität, die für Sprache, Bildgebung, DNN-Inferenzverarbeitung und simultane Lokalisierung und Abbildung (SLAM) erforderlich ist. SensPro enthält den weit verbreiteten CEVA-BX-Skalar-DSP von CEVA, der einen nahtlosen Migrationspfad von einzelnen sensorischen Systemdesigns zu kontextabhängigen Multisensordesigns bietet.

Der neue Sensor-Hub verwendet eine hochkonfigurierbare 8-Wege-VLIW-Architektur, die eine Abstimmung auf eine Vielzahl von Anwendungen ermöglicht. Seine Mikroarchitektur kombiniert skalare und vektorielle Verarbeitungseinheiten und enthält eine fortschrittliche, tiefe Pipeline, die Betriebsgeschwindigkeiten von 1,6 GHz an einem 7-nm-Prozessknoten ermöglicht.

SensPro enthält einen CEVA-BX2-Skalarprozessor für die Ausführung von Steuercode mit einem 4,3 CoreMark/MHz-Score. Es verwendet eine breite skalierbare SIMD-Prozessorarchitektur für die parallele Verarbeitung und ist für bis zu 1024 8×8 MACs, 256 16×16 MACs, dedizierte 8×2 binäre neuronale Netze sowie 64 Single Precision und 128 Half Precision Floating Points konfigurierbar MACs. Dies ermöglicht es, 3 TOPS für die Inferenz von 8×8-Netzwerken, 20 TOPS für die Inferenz von binären neuronalen Netzwerken und 400 GFLOPS für die Gleitkomma-Arithmetik bereitzustellen. Zu den weiteren Hauptmerkmalen von SensPro gehören eine Speicherarchitektur mit einer Bandbreite von 400 GB pro Sekunde, 4-Wege-Befehlscache, 2-Wege-Vektordaten-Cache, DMA sowie Warteschlangen- und Puffermanager zum Auslagern des DSP von Datentransaktionen.

SensPro wird von einer Reihe von Software- und Entwicklungstools begleitet, um Systemdesigns zu beschleunigen, einschließlich eines LLVM C/C++-Compilers, einer Eclipse-basierten integrierten Entwicklungsumgebung (IDE), OpenVX API, Softwarebibliotheken für OpenCL, CEVA Deep Neural Network (CDNN) Graph Compiler, CEVA-CV-Bildgebungsfunktionen, CEVA-SLAM-Softwareentwicklungskit und Bildverarbeitungsbibliotheken, ClearVox-Rauschunterdrückung, WhisPro-Spracherkennung, MotionEngine-Sensorfusion und das SenslinQ-Software-Framework.

CEVA sagte uns, dass die Sensor-Hub-Architektur eine natürliche Weiterentwicklung der Kamera-Bildverarbeitung, dann der KI-Verarbeitung und der Übernahme von Hillcrest Labs für Bewegungserkennung im letzten Jahr ist. Dann stellte es seine SenslinQ-Hardware-IP- und Software-Plattform vor, die die Kommunikation zwischen den Kernen ermöglicht. Es wurde klar, dass in seiner Roadmap alles in einem Gerät untergebracht werden musste. SensPro bietet diesen eigenständigen Sensor-Hub mit Prozessor auf dem Gerät, der Multisensor-Verarbeitung, KI und Sensorfusion in einer einzigen Lösung vereint.

VanWashenova sagte, der erste Einsatz werde in der Automobilindustrie erfolgen, für die CEVA einen Hauptkunden hat. „Aber wir werden auch viele andere Anwendungen ins Visier nehmen, darunter Fahrerüberwachung, Lieferroboter, Drohnen, AR und Wearables, Überwachung und Home Entertainment.“

Die Einschätzung des Analysten

In seinem Bericht nach der Linley Spring Processor Conference sagte Mike Demler, dass Ceva immer konfigurierbare und anpassbare DSPs angeboten habe, SensPro jedoch eine Abkehr von seinen früheren Produkten darstellt, die auf eine einzelne Anwendung wie Audioverarbeitung oder Computer Vision abzielen. „SensPro adressiert zwei Branchentrends:On-Device-KI und intelligente Maschinen. Genau wie Menschen müssen intelligente Maschinen mehrere Sinne einsetzen, um ihre Umgebung richtig wahrzunehmen. Mehrere Chiphersteller zielen darauf ab, indem sie leistungsstarke kamerabasierte neuronale Netzwerkprozessoren anbieten, aber ihnen fehlen die DSP-Fähigkeiten für die Sensorfusion.“ Er fügte hinzu, dass die drei anfänglich vorkonfigurierten Modelle für zahlreiche Verbraucher- und Industriesysteme geeignet sind, aber Lizenznehmer werden die Möglichkeit zu schätzen wissen, ihre Designs anzupassen, wenn diese Option in einer zukünftigen Version verfügbar ist.