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16.05.2019

DSP-IP für Bildverarbeitungs- und KI-Aufgaben

Digitaler Signalprozessor

Cadence Design Systems erweitert den oberen Bereich seiner DSP-Produktfamilie mit dem Cadence Tensilica Vision Q7 DSP-IP, der bis zu 1,82 TOPS (Tera Operations per Second) erreicht. Damit bietet er doppelte Bildverarbeitungs- und KI-Leistung im Vergleich zum Vorgänger und ist unter anderem für Automotive-Anwendungen vorgesehen.

Um die Anforderungen hinsichtlich der Rechenleistung bei embedded Vision- und KI-Anwendungen erfüllen zu können, bietet die sechste Generation des Vision Q7 DSP laut Cadence eine bis zu doppelt so hohe KI- und Gleitkomma-Leistung bei gleicher Fläche wie der Vorgänger (Q6 DSP). Vision Q7 DSP wurde speziell für SLAM-Operationen (Simultaneous Localization and Mapping) optimiert, ein Verfahren, das unter anderem bei Automotive-Anwendungen zum Einsatz kommt, um automatisch eine Karte einer unbekannten Umgebung zu erstellen oder zu aktualisieren, sowie in AR/VR-Anwendungen für das Inside-Out-Tracking.

Aktuelle Bildanwendungen erfordern eine Mischung aus Bildverarbeitung und KI (Künstliche Intelligenz), wodurch die entsprechenden Edge-SoCs eine flexible und leistungsfähige Bildverarbeitungs- und KI-Lösungen enthalten und eine niedrige Leistungsaufnahme aufweisen müssen. Außerdem wird bei Edge-Anwendungen mit einer integrierten Kamera gefordert, dass ein Vision-DSP eine Vor- oder Nachbearbeitung vor einer KI-Aufgabe ausführen kann. Für eine SLAM-Verarbeitung benötigt das entsprechende Edge-SoC auch eine Offload-Engine, um die Leistung erhöhen, die Latenz reduzieren und eine niedrigere Leistungsaufnahme für batteriebetriebene Geräte gewährleisten zu können. Da bei SLAM-Operationen sowohl eine Fest- als auch eine Fließkomma-Arithmetik zum Einsatz kommen, um die notwendige Genauigkeit zu erreichen, muss ein für SLAM-Operationen verwendeter Vision-DSP eine hohe Rechenleistung für beide Datentypen zur Verfügung stellen.

Mit seiner geringen Stromaufnahme sowie den Architektur- und Befehlssatz-Erweiterungen ist der Vision Q7 DSP laut Cadence für anspruchsvolle Edge-Vision- und KI-Verarbeitungsanforderungen geeignet. © Cadence

Mit seiner geringen Stromaufnahme sowie den Architektur- und Befehlssatz-Erweiterungen ist der Vision Q7 DSP laut Cadence für anspruchsvolle Edge-Vision- und KI-Verarbeitungsanforderungen geeignet. © Cadence

Technische Eckdaten

Die VLIW (Very Long Instruction Word) SIMD Architektur erreicht eine bis zu 1,7-fach höhere TOPS-Leistung als der Vision Q6 DSP bei gleicher Fläche. Ein erweiterter Befehlssatz unterstützt 8/16/32-Bit-Datentypen und eine optionale VFPU-Unterstützung für einfache und halbe Genauigkeit ermöglicht eine bis zu doppelt so hohe Leistung bei SLAM-Kernels im Vergleich zu Vision Q6 und Vision P6 DSPs. Es wird eine bis zu doppelt so hohe Leistung bei Gleitkomma-Operationen pro mm2 (FLOPS/mm2) sowohl für FP16 (halbe Genauigkeit) als auch für einfache Genauigkeit (FP32) im Vergleich zu Vision Q6 und Vision P6 DSPs erreicht. Der DSP bietet eine bis zu doppelte KI-Leistung bei gleicher Fläche im Vergleich zum Vision Q6 DSP, was eine bis zu doppelte Verbesserung bezogen auf GMAC/mm2 im Vergleich zum Vision Q6 DSP bedeutet

Für KI-Anwendungen stellt der Vision Q7 DSP eine flexible Lösung zur Verfügung, die 512 8-Bit-MACs enthält, während beim Vision Q6 DSP nur 256 MACs vorhanden sind. Um eine höhere KI-Leistung zu erreichen, kann der Vision Q7 DSP mit dem Tensilica DNA 100 Prozessor gekoppelt werden. Neben einer höheren Rechenleistung zeichnet sich der Vision Q7 DSP durch mehrere iDMA Erweiterungen einschließlich 3D DMA, Komprimierung und AXI 256-Bit-Schnittstelle aus. Der Vision Q7 DSP ist eine Obermenge des Vision Q6 DSP, der die vorhandenen Softwareinvestitionen von Kunden schützt und eine Migration von Vision Q6 oder Vision P6 DSPs ermöglicht.

Der Vision Q7 DSP unterstützt KI-Anwendungen, die mit Caffe, TensorFlow und TensorFlowLite Frameworks und dem Tensilica Xtensa Neural Network Compiler (XNNC) entwickelt wurden, der neuronale Netze in ausführbaren und optimierten Code für den Vision Q7 DSP umwandelt. Der Vision Q7 DSP unterstützt auch das Android Neural Network (ANN) API zur KI-Beschleunigung in Geräten mit Android-Betriebssystem. Die Softwareumgebung bietet auch Support für mehr als 1.700 OpenCV-basierte Vision-Bibliotheken, was eine High-Level-Migration von vorhandenen Vision-Anwendungen ermöglicht. Außerdem wurden Entwicklungstools und Bibliotheken für SoC-Anbieter entwickelt, um eine ISO 26262 ASIL D (Automotive Safety Integrity Level D) Zertifizierung zu erreichen.

weitere Informationen

Unternehmensinformation

Cadence Design Systems GmbH

Mozartstr. 2
DE 85622 Feldkirchen
Tel.: 089 45630
Fax: 089 45631800

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