CEVA présente une nouvelle architecture DSP de hub de capteurs configurable

Dans un monde dans lequel plusieurs capteurs sont conçus dans presque tout, le traitement de toutes les entrées de données, ou la fusion de capteurs, devient une partie de plus en plus importante du système. Pour résoudre ce problème, CEVA a introduit une architecture DSP de concentrateur de capteurs hautes performances appelée SensPro, qui est configurable, combine un traitement scalaire et parallèle pour les types de données à virgule flottante et entière, ainsi que l'apprentissage en profondeur et l'inférence.

La croissance du nombre et de la variété des capteurs dans les systèmes modernes, et leurs besoins de calcul sensiblement différents, est la raison pour laquelle CEVA a déclaré qu'il s'était engagé à concevoir une nouvelle architecture à partir de zéro, pour relever ce défi. Il a construit SensPro comme une architecture configurable et holistique capable de gérer des charges de travail intensives en utilisant une combinaison de traitement scalaire, vectoriel et d'accélération de l'IA, tout en utilisant les dernières techniques de conception de micro-architecture de pipeline en profondeur, de parallélisme et de multitâche.

Expliquant la nouvelle famille de produits à Embedded.com, Jeff VanWashenova, directeur principal du marketing de l'intelligence artificielle et de la vision par ordinateur de CEVA, a déclaré :comme le processeur NeuPro AI, le processeur de vision XM6 et le DSP scalaire BX2. Il est hautement configurable avec trois configurations principales et dispose d'un ensemble d'outils logiciels matures. Il a ajouté que le silicium de nouvelle génération doit analyser les données, fusionner les données pour créer un modèle cohérent, puis fournir une connaissance contextuelle.

La famille SensPro fournit les processeurs spécialisés pour gérer efficacement les différents types de capteurs dans les smartphones, la robotique, l'automobile, les casques AR/VR, les assistants vocaux, les appareils domestiques intelligents et pour les applications industrielles et médicales émergentes qui sont transformées avec des initiatives comme l'Industrie 4.0. Ces capteurs, parmi lesquels la caméra, le radar, le lidar, le temps de vol (ToF), les microphones et les unités de mesure inertielle (IMU), génèrent une multitude de types de données et de débits dérivés de l'imagerie, du son, de la RF et du mouvement, qui peut être utilisé pour créer un appareil entièrement contextuel en 3D.

Dimitrios Damianos, analyste de technologie et de marché de la division de détection de Yole Développement (Yole) a commenté :« La prolifération des capteurs dans les systèmes intelligents continue d'augmenter, offrant une modélisation plus précise de l'environnement et du contexte. Les capteurs deviennent de plus en plus intelligents et l'objectif n'est pas d'obtenir de plus en plus de données, mais des données de meilleure qualité, en particulier dans les cas de perception de l'environnement/entourage tels que :concentrateurs de capteurs environnementaux qui utilisent une combinaison de microphones, pression, humidité, inertie , capteurs de température et de gaz (maison/bureau intelligents) ainsi que connaissance de la situation dans ADAS/AV où de nombreux capteurs (radar, lidar, caméras, IMU, ultrasons, etc.) doivent travailler ensemble pour donner un sens à leur environnement. »

Yole ajoute que le défi consiste à traiter et fusionner différents types de données provenant de différents types de capteurs. En utilisant un mélange de traitement scalaire et vectoriel, de mathématiques flottantes et à virgule fixe couplées à une micro-architecture avancée, SensPro offre aux concepteurs de systèmes et de SoC une architecture de processeur unifiée pour répondre aux besoins de tout appareil multi-capteurs contextuel.

Conçue pour maximiser les performances par watt pour les cas d'utilisation complexes de traitement multi-capteurs, l'architecture SensPro offre une combinaison de calculs à virgule flottante simple et demi-précision hautes performances requis pour le traitement du signal à plage dynamique élevée, la création de nuages ​​de points et le réseau de neurones profonds ( DNN), ainsi qu'une grande capacité de traitement parallèle 8 et 16 bits requise pour la voix, l'imagerie, le traitement d'inférence DNN et la localisation et la cartographie simultanées (SLAM). SensPro intègre le DSP scalaire CEVA-BX largement utilisé de CEVA, qui offre un chemin de migration transparent des conceptions de systèmes sensoriels uniques aux conceptions multi-capteurs et contextuelles.

Le nouveau concentrateur de capteurs utilise une architecture VLIW à 8 voies hautement configurable, ce qui lui permet d'être réglé pour répondre à un large éventail d'applications. Sa micro-architecture combine des unités de traitement scalaire et vectorielle et intègre un pipeline avancé et profond permettant des vitesses de fonctionnement de 1,6 GHz à un nœud de processus de 7 nm.

SensPro intègre un processeur scalaire CEVA-BX2 pour l'exécution du code de contrôle avec un score CoreMark/MHz de 4,3. Il adopte une large architecture de processeur évolutif SIMD pour le traitement parallèle et est configurable pour jusqu'à 1024 MAC 8 × 8, 256 MAC 16 × 16, la prise en charge de réseaux de neurones binaires dédiés 8 × 2, ainsi que 64 en simple précision et 128 en demi-précision en virgule flottante MAC. Cela lui permet de fournir 3 TOPS pour l'inférence de réseaux 8 × 8, 20 TOPS pour l'inférence de réseaux de neurones binaires et 400 GFLOPS pour l'arithmétique à virgule flottante. Les autres fonctionnalités clés de SensPro incluent une architecture de mémoire offrant une bande passante de 400 Go par seconde, un cache d'instructions à 4 voies, un cache de données vectorielles à 2 voies, un DMA et des gestionnaires de file d'attente et de tampon pour décharger le DSP des transactions de données.

SensPro est accompagné d'un ensemble de logiciels et d'outils de développement pour accélérer la conception de systèmes, notamment un compilateur LLVM C/C++, un environnement de développement intégré (IDE) basé sur Eclipse, une API OpenVX, des bibliothèques logicielles pour OpenCL, un compilateur de graphes de réseau neuronal profond (CDNN) CEVA, Fonctions d'imagerie CEVA-CV, kit de développement logiciel CEVA-SLAM et bibliothèques de vision, réduction du bruit ClearVox, reconnaissance vocale WhisPro, fusion de capteurs MotionEngine et cadre logiciel SenslinQ.

CEVA nous a dit que l'architecture du hub de capteurs est une progression naturelle du traitement de la vision de la caméra, puis du traitement de l'IA, puis de son acquisition de Hillcrest Labs pour la détection de mouvement l'année dernière. Ensuite, il a présenté sa plate-forme matérielle IP et logicielle SenslinQ permettant la communication entre les cœurs. Il est devenu clair que dans sa feuille de route, il devait tout mettre dans un seul appareil. SensPro fournit ce concentrateur de capteurs autonome avec un processeur sur l'appareil qui unifie le traitement multi-capteurs, l'IA et la fusion de capteurs dans une solution unique.

VanWashenova a déclaré que la première utilisation sera dans l'automobile, pour laquelle CEVA a un client principal. « Mais nous ciblerons également de nombreuses autres applications, notamment la surveillance des chauffeurs, les robots de livraison, les drones, la RA et les appareils portables, la surveillance et le divertissement à domicile. »

Le point de vue de l'analyste

Dans son rapport à la suite de la Linley Spring Processor Conference, Mike Demler a déclaré que Ceva a toujours proposé des DSP configurables et personnalisables, mais SensPro marque une rupture par rapport à ses produits antérieurs, qui ciblent une seule application telle que le traitement audio ou la vision par ordinateur. « SensPro répond à deux tendances du secteur :l'IA sur l'appareil et les machines intelligentes. Tout comme les humains, les machines intelligentes doivent utiliser plusieurs sens pour percevoir correctement leur environnement. Plusieurs fournisseurs de puces les ciblent en proposant de puissants processeurs de réseau neuronal basés sur des caméras, mais ils n'ont pas les capacités DSP pour la fusion de capteurs. Il a ajouté que ses trois modèles préconfigurés initiaux conviennent à de nombreux systèmes grand public et industriels, mais les titulaires de licence apprécieront la possibilité de personnaliser leurs conceptions lorsque cette option arrivera dans une future version.