低功耗FPGA契合人工智能 边缘计算成为重要应用领域


发布时间:2018-06-21 点击:763

【中国电子报】现场可编程门阵列(FPGA)已广泛应用在计算机、通信、汽车电子等诸多领域,成为集成电路领域中不可或缺的组成部分。随着人工智能和机器学习的发展,更高智能的系统架构和全新应用为FPGA打开了新的窗口,设计人员将面对新势能带来的全新挑战。近日,FPGA厂商莱迪思发布了一款面向边缘计算AI处理的新品Lattice SensAI,其超低功耗和低成本,使之一面世,就备受业界关注。

低功耗、小尺寸

满足边缘计算需求

根据莱迪思半导体亚太区资深事业发展经理陈英仁介绍,AI的带动作用难以忽视,且随着物联网时代的到来,越来越多的应用呈现分布式操作,边缘计算的重要性凸显,这对FPGA同样提出了一些挑战。

对于高端产品市场,FPGA追求的是高密度、高速度以及高主频等性能,因此一些高端的FPGA产品为了实现这些高性能,功耗不得不成倍增加。但是在中低端产品市场,每秒的神经网络运算次数大概在1亿到100亿次之间,其性能要求远低于高端产品市场,因此,追求低功耗成为FPGA在此类市场的趋势。“毫瓦级低功耗、仅增加数美元的BOM成本、更小的电路板面积、与传统接口之间转换的灵活性以及可调节的高精度性能,成为网络边缘计算带来的一些挑战。”陈英仁说。

正是针对这一需求趋势,莱迪思推出了Lattice SensAI,功耗大约在1mW~1W之间,封装尺寸5.5~100mm2,同时仅有数美元的价格,将可满足具有AI处理需求的边缘计算。

多样化接口设置

扩大灵活性

灵活的接口设置也是该款产品的主要特点之一。记者在现场了解到,为了与各种功能的传感器进行广泛对接,Lattice SensAI产品设置了非常灵活的接口,除了主流的MIPI CSI-2外,Lattice SensAI还设置了LVDS、GigE等接口。

“AI对于FPGA来说是一个非常大的契机,AI离不开传感器,因此成功地与多种多样的传感器进行连接至关重要。我们的处理芯片有多种不同的接口与传感器进行连接,甚至跟云端进行连接,这是考虑到很多时候,我们即使在同一个地方,也不可能只有单一的传感器,所以必须要有一些弹性,来做一些灵活的变化,才能完成这些连接。”陈英仁指出。

“我们是从做FPGA的控制开始,慢慢地再做桥接跟连接。目前重点在设计与传感器的连接上,将不同甚至是不相融的接口进行一些转换。我们提供了一些参考设计,例如将低功耗、小封装、低单价等特色添加在控制和桥接上,为客户提供核心的技术支持。”陈英仁进一步指出。

提供完整工具链

帮助客户实现算法

AI对于FPGA来说是一个很大的平台,如果只是提供一种技术或产品,可能在整个新势能的浪潮中不会产生太大作用,因此,工具链的作用被十分重视。陈英仁在向记者介绍的过程中,多次提到完整工具链的概念。

“在AI领域,其实很多客户并没有设计经验,并不知道如何利用优秀的FPGA产品。考虑到只有良好在数据训练,才能完成后面的数据推理,所以我们为客户提供了比较完整的工具链。”陈英仁说。

据记者在现场了解,莱迪思提供的工具链包括两款硬件平台(移动开发平台MDP、视频接口平台VIP)、神经网络加速器IP、神经网络编译器、参考设计以及定制化服务设计,可以帮助用户在移动设备、智能家居、等领域更好地运用Lattice SensAI。“通过AI的一些开放式工具,再加上我们的神经网络编译器,客户就可以将手上的图像或者样本在我们提供的编译器上进行数据训练,这个工具链会帮助客户设计一个在FPGA上实现的算法,进行控制、桥接以及计算等操作。”陈英仁说。


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