主打“小而美”，F(xiàn)PGA芯片如何擁抱AI和汽車電動(dòng)化？

2024-11-13 11:11| 發(fā)布者: admin| 查看: 129| 評(píng)論: 0

摘要: 21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者張賽男上海報(bào)道對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品的AI改造，成為當(dāng)前整個(gè)行業(yè)面臨的最大課題，包括蘋果在內(nèi)的多個(gè)科技巨頭均拋出殺手锏，意圖搶占消費(fèi)電子市場(chǎng)新熱點(diǎn)，AI手機(jī)、AI PC無(wú)疑是熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。在近日舉 ...

21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者張賽男上海報(bào)道

對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品的AI改造，成為當(dāng)前整個(gè)行業(yè)面臨的最大課題，包括蘋果在內(nèi)的多個(gè)科技巨頭均拋出殺手锏，意圖搶占消費(fèi)電子市場(chǎng)新熱點(diǎn)，AI手機(jī)、AI PC無(wú)疑是熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。

在近日舉辦的2024年上海國(guó)際嵌入式展上，全球第三大FPGA供應(yīng)商Lattice（萊迪思）帶著AI領(lǐng)域的最新應(yīng)用亮相。作為消費(fèi)電子的上游，F(xiàn)PGA芯片如何在AI功能上玩出新花樣？

21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者注意到，此次萊迪思展示了AI、汽車、工業(yè)相關(guān)的產(chǎn)品，其中最受市場(chǎng)關(guān)注的還是和AI相關(guān)的內(nèi)容，有一項(xiàng)便是在PC領(lǐng)域的落地。

現(xiàn)場(chǎng)演示人員向記者介紹，今年萊迪思推出的sensAI方案是基于去年的注意力感知開發(fā)套裝衍生的注視菜單新功能，可以通過操作者的眼神注視來進(jìn)行電腦菜單的選擇；另一個(gè)是臉部識(shí)別功能，可用于計(jì)算機(jī)自動(dòng)解鎖和安全保護(hù)。

萊迪思亞太地區(qū)應(yīng)用工程高級(jí)總監(jiān)謝征帆在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)表示，“把AI識(shí)別功能引入到低功耗的FPGA，主要是減少對(duì)高功耗的GPU的調(diào)用。當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，用FPGA方案先去做AI的前端處理，從資源調(diào)用上說更為經(jīng)濟(jì)。”

在GPU算力資源極其緊缺的情況下，F(xiàn)PGA低功耗的功能特性或可給業(yè)界突破算力瓶頸帶來一些新的啟發(fā)。

AI功能升級(jí)

萊迪思去年參加嵌入式展時(shí)，展示了第一代SensAI方案，可在低功耗FPGA上實(shí)現(xiàn)前沿的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，具備邊緣AI計(jì)算能力，支持Intel最新的MTL平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)3D人臉識(shí)別、屏幕光自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)熄屏、人臉解鎖等功能。

今年推出的SensAI方案在此基礎(chǔ)上做了升級(jí)，堪稱2.0版本，在實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別的功能之外，可實(shí)現(xiàn)注意力追蹤。

嚴(yán)格來說，這一功能并不是最新的。例如蘋果此前發(fā)布的Vision Pro，可以無(wú)需借助控制器，只需要?jiǎng)觿?dòng)眼睛，APP圖標(biāo)會(huì)在你看他們時(shí)微微顯現(xiàn)，捏合手指就能進(jìn)行選擇。

不過，與Vision Pro依靠硬件來實(shí)現(xiàn)注視跟隨不同，萊迪思的SensAI方案提供的是純軟件功能?！皟膳_(tái)演示電腦都有萊迪思的FPGA芯片，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，加入了一些AI功能，開發(fā)了注意力感知軟件，通過觀察瞳孔的方向來幫助實(shí)現(xiàn)控制?！敝x征帆說。

他坦言，“注意力感知功能對(duì)環(huán)境等有一定要求，比如高光或者雜亂背景可能會(huì)產(chǎn)生干擾，我們還在做持續(xù)改進(jìn)?，F(xiàn)在也在探索其他應(yīng)用場(chǎng)景，比如AR眼鏡，戴上后臉部不會(huì)有雜光或背景干擾，就有非常高的精確度和控制，提供較好的應(yīng)用性?！?br>
為什么要通過軟件功能來實(shí)現(xiàn)？這就不得不提FPGA低功耗的特性。萊迪思方面介紹，“通常CPU算力功耗在幾瓦或十幾瓦，利用FPGA器件的消耗是百毫瓦，這是數(shù)量級(jí)的差別?！?br>
除了AI功能升級(jí)，萊迪思也在拓展AI功能在更多垂直領(lǐng)域的落地。其在現(xiàn)場(chǎng)還演示了農(nóng)業(yè)智能機(jī)器案例，即AI在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

所謂的農(nóng)業(yè)智能機(jī)器，就是色選機(jī)方案，完成對(duì)花椒的篩選?！爱?dāng)落下來一批固體時(shí)，這個(gè)機(jī)器先要把和花椒形狀一致的東西挑選出來，下面的噴嘴進(jìn)一步識(shí)別，如果發(fā)現(xiàn)不是花椒，噴嘴就會(huì)提供氣流把東西吹掉。”謝征帆介紹說，“傳統(tǒng)色選機(jī)精度較低，很多客戶開始采用AI方案來實(shí)現(xiàn)。AI會(huì)對(duì)花椒的物體形狀進(jìn)行標(biāo)注，然后放到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)里訓(xùn)練，訓(xùn)練之后把參數(shù)放到機(jī)器中，就可以實(shí)現(xiàn)篩選功能。美國(guó)也有類似的方案，比如農(nóng)業(yè)除草機(jī)，下面有傳感器來判斷是雜草還是作物，如果是雜草，就通過激光除掉?！?br>
自去年AI大熱以來，一眾FPGA廠商就在加速AI領(lǐng)域的布局。早在2021年，萊迪思就收購(gòu)了一家AI軟件公司Mirametrix。2023年，萊迪思在AI方面的收入已經(jīng)超過了1億美金，這包括在人工智能服務(wù)器端、直接提供的人工智能功能和其他相關(guān)的業(yè)務(wù)收入。

推動(dòng)汽車電動(dòng)化

在萊迪思的展臺(tái)分布來看，其對(duì)汽車應(yīng)用也著了諸多筆墨，從中可管窺當(dāng)下汽車電動(dòng)化的趨勢(shì)。

值得注意的是，連續(xù)兩年，萊迪思都展出了一種名為Camera Monitor System（CMS）的方案，即攝像頭監(jiān)控方案。從應(yīng)用上來看，其主要是應(yīng)用是汽車反光鏡。

在汽車結(jié)構(gòu)中，物理光學(xué)反光鏡會(huì)有很大的限制，例如在雨天會(huì)受到雨水影響，或潮濕天氣下車窗起霧，從而影響駕駛安全。當(dāng)下越來越多的車廠考慮用攝像頭來替代物理的光學(xué)反光鏡，這就是CMS系統(tǒng)。

當(dāng)下汽車電動(dòng)化如火如荼，對(duì)傳統(tǒng)光學(xué)器件的替代，已經(jīng)有不少?gòu)S商涉足，作為一家FPGA廠商，萊迪思有何優(yōu)勢(shì)？

謝征帆表示，“從硬件結(jié)構(gòu)上說，汽車設(shè)計(jì)中對(duì)功耗和尺寸有比較強(qiáng)的需求。汽車中尺寸多樣，有些鏡頭集中在兩端，尺寸空間非常小，對(duì)芯片的尺寸要求也會(huì)非常高。另外芯片做小之后就要面臨散熱問題。萊迪思一直在追求小尺寸和低功耗方案，這是我們的優(yōu)勢(shì)?！?br>
他介紹，由于汽車對(duì)安全性要求非常高，萊迪思還會(huì)幫助客戶通過功能安全的認(rèn)證，其CMS方案已經(jīng)與中國(guó)主要的頭部汽車Tier 1廠商建立了合作，短期內(nèi)就可以看到萊迪思方案的實(shí)際落地。

當(dāng)然，CMS設(shè)計(jì)也面臨著一定挑戰(zhàn)。謝征帆表示，“由于光學(xué)成像和攝像成像之間存在一定的差異，特別是攝像頭幀數(shù)、延時(shí)的影響，尤其是紅綠燈本身也是LED，二者頻率如果沒有匹配上，通過攝像頭觀察紅綠燈就會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)的現(xiàn)象。另外在夜晚駕駛時(shí)，如何應(yīng)對(duì)強(qiáng)光照射、昏暗環(huán)境，都需要通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的ISP模塊來解決。”

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