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AMD收购赛灵思两周年之际,全新Embedded+进一步彰显协同效应

花茶晶晶 来源:电子发烧友网 作者:黄晶晶 2024-02-07 20:20 次阅读

AMD宣布推出 AMD Embedded+,这一全新的架构解决方案将 AMD Ryzen™(锐龙)嵌入式处理器和 AMD Versal™ 自适应 SoC 结合到单块集成板卡上,使得行业PC在传感器融合、AI推理方面进行卓越的升级,应用于工业、医疗、智慧城市以及汽车等领域。

AMD工业、视觉、医疗与科学高级总监Chetan Khona接受媒体采访时说道,再过两周将会是AMD收购赛灵思两周年的纪念日,Embedded+是两家公司在合并之后产生很好协同效应的又一个例证。

Embedded+架构三大特点

ABI Research于2023年第1季度发布的数据显示,利用嵌入式边缘AI芯片组总出货量当中机器视觉和传感器数据占据最大出货比重。



Chetan Khona表示,数据量固然越来越大,如何用好才是关键,只有帮助用户决策才能让它发挥最大的价值。很多决策又往往在非常短的时间内做出,尤其是工业和医疗级的应用通常都是以毫秒级来计算。为了能够及时处理数据,需要在靠近数据产生的传感器设备来进行。

如果没有像USB一样的消费类接口,那么工业和医疗类应用将传感器导入PC,会采用一些定制或非消费类接口,这时候就需要一台优化的工业或医疗级PC。

Embedded+ 架构率先将领先的 AMD x86 计算与集成显卡和可编程硬件相结合,用于关键的 AI 推理和传感器应用。低时延处理和高每瓦性能推理的结合可为关键任务实现高性能,包括将自适应计算与灵活的 I/O、用于 AI 推理的 AI 引擎以及 AMD Radeon 显卡实时集成到单个解决方案中,发挥每项技术的最大优势。让传感器数据处理、AI应用、工业互联、控制与可视化更简单。



具体来说,AMD Ryzen™(锐龙)嵌入式处理器和 AMD Versal™ 自适应 SoC 结合有三大特性。

首先是传感器友好型,能够使用Versal自适应SoC可编程I/O去适配各类传感器和网络



Embedded+架构连接的传感器,就像人的感官系统一样全面,同时传感器组合实现传感器融合,能够提高实时系统的情境感知能力。



Versal自适应SoC可以提供可编程的I/O极其广泛,多达84种,用于交互各种传感器和网络,支持从低速连接到32Gb/s的连接,以及不同的电压范围。例如,GTYP是一个高速收发器;XPIO是单一的可以去做插分对的布线模式的I/O;HDIO是1.8-3.3V PL连接的I/O。

举例来说,集成了机器视觉图像采集卡的工业PC、IPC,可以通过GigE vision和CoaXpress连接功能去连接标准的摄像头,实现高带宽、低时延的通信。我们可以在无需缓冲的情况下,以最快的速度对图像做预处理,甚至可以将多台相机去接入同步。还有客户由于PC体积小、功耗低,可以集成到相机摄像头里,从而节省大量布线成本。



Embedded+架构用于工业互联,将确定性通信下放到Versal自适应SoC去做处理,它可以去运行时间敏感型网络(EtherCAT)或者任何的工业互联的协议,这也是FPGA一贯以来的优势,它有足够的处理能力来完成比简单的MAC更多的功能。



在Versal设备里可以完成所有的转换、队列、优先级排序、数据交换、网络安全等一些操作,而且可以确保实时响应,这些都不需要把处理的任务交给X86处理器。

通常情况下机器人系统有三个要件,一个是视觉系统,第二是关节执行器或者运动控制,第三是中央控制器或者叫机器人控制器,在机器人控制器中可以看到Embedded+ 架构发挥的价值。



Embedded+架构可实现混合关键传感器融合,可在AI引擎上加速AI模型推理等。并且因小尺寸和低功耗非常适合用于电池供电的AMR自主移动机器人或者AGV自动导引车。

医疗尤其是Embedded+ 架构较典型的应用。医用设备带有专用的传感器接口,例如B超或者内窥镜探头,它可以连接到Embedded+ 系统的可编程I/O,在Versal里以超低时延完成高分辨率的波速成形,图像信号的处理和图像重建,和其他复杂算法的运行,再通过Radeon显卡做渲染和可视化的呈现。目前我们支持Ubuntu的Linux系统,根据产品路线图,未来还会支持Windows。

Embedded+ 还能用于智慧城市、安防和零售应用的AI盒子。嵌入式AI盒子可以从多个数据来源采集数据,进行视频编解码器,再结合Versal的AI推理功能等。

第二,它能为处理任务减负,即卸载处理。

X86处理器是架构的核心,但是在X86处理器四周还环绕有一些减负的元器件,可以用于确定性低延迟的通信和处理可编程逻辑,用于高每瓦性能推理的AI引擎,以及可以用于比较精湛的可视化的Video集显,以及专用的视频编解码器等。

那么,如果需要低时延、确定性网络和传感器接口,Embedded+ 可以提供扩展连接器、可编程I/O和FPGA的互联架构。如果需要实时控制,可以提供Arm的子系统和FPGA的互联架构。需要AI推理时会有Versal™AI Edge系列产品。需要视频解码、渲染和显示,Embedded+ 架构能够提供H.264/265的视频编解码器和Radeon显卡。

第三,它能够缩短上市的时间,因为这个架构针对传感器融合,AI推理、工业互联、控制和可视化都做了专门的优化,跨 X86及Arm处理器、AI引擎以及FPGA架构的通用软件基础架构,适用于不同工作负载。

软件技术架构方面,开发人员可以选择两种通信流,半定制或者全定制,通过PCIe接口连接的锐龙处理器和Versal自适应SoC,然后由Vitis XRT支持芯片之间的通信,还将支持Visit AI和VVAS。

半定制流程提供一个预构件的技术架构,用户可以非常轻松的从锐龙Embedded处理器里头调用Versal设备中的定制内核。半定制相关的一些工具在首发时间点就可以使用,全定制模式会在今年下半年推出。

未来还会在2024年年底之前推出一系列的示范设计,包括支持AI推理功能的传感器融合,通过扩展连接器,或者解编码器去实现视频AI推理,还有用于AMR自主移动机器人的8个GMSL、激光雷达+GPS+IMU+WIFI连接的接口,以及时间敏感型网络和其他工业以太网标准和超过10GE的机器视觉图像采集卡。

首款基于 Embedded+ 架构的 ODM 解决方案为 Sapphire Edge+ VPR-4616-MB,这是一款来自 Sapphire Technology 的低功耗 Mini-ITX 主板。它采用锐龙嵌入式 R2314 处理器和 Versal AI Edge VE2302 自适应 SoC,以低至 30W 的功耗提供了全套功能。此外,VPR-4616 还适用于全系统,包括内存、存储、电源和机箱。


Embedded+代表的混合式系统将成为主流


相比大家此前熟知的K24、K26等嵌入式SOM产品,此次Embedded+架构的发布又有哪些不同呢?

Chetan Khona表示,K24、K26等更适用于传统意义上的嵌入式应用,Embedded+架构更加倾向于PC类应用,也就是搭配键盘、鼠标、显示、Linux或Windows系统的PC运行环境。更确切地一点是,它基于X86架构的丰富应用库从而拥有更多的选择与支持。

而Embedded+架构可跨产品组合扩展,不仅是上述说到的锐龙嵌入式 R2314 处理器和 Versal AI Edge VE2302 自适应 SoC这样的组合,还可提供多种锐龙嵌入式处理器与Versal AI 边缘自适应 SoC的可定制选项。以此为广阔的嵌入式PC类应用提供更多可能。



Chetan Khona进一步认为,谈到嵌入式并不是在X86与Arm之间做取舍,就像Embedded+ 架构就充分考虑了X86与Arm的混合,并且未来这些混合式系统会成更加重要,更主流化。特别是现在,在传感器数据、边缘AI处理等越来越重要的时候,Embedded+ 架构很好地进行了架构集成与创新。目前,Embedded+ 架构在一块板卡上集成两颗芯片,未来架构将如何演进将视市场和客户的需求来推进。

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