KOKY043A january   2022  – march 2023 TDA4VM , TDA4VM-Q1

 

  1.   한눈에 보기
  2.   Authors
  3.   머리말
  4.   에지에서 AI 정의
  5.   효율적인 에지 AI 시스템이란 무엇입니까?
    1.     SoC 아키텍처 선택
    2.     프로그래머블 코어 유형 및 가속기
  6.   TI 비전 프로세서로 에지 AI 시스템 설계
    1.     딥 러닝 가속기
    2.     이미징 및 컴퓨터 비전 하드웨어 가속기
    3.     스마트 내부 버스 및 메모리 아키텍처
    4.     최적화된 시스템 BOM
    5.     사용하기 쉬운 소프트웨어 개발 환경
  7.   결론

에지에서 AI 정의

에지 AI는 AI 알고리즘이 클라우드가 아닌 로컬 장치에서 처리되면 발생하며 DNN(Deep Neural Network)이 주요 알고리즘 구성 요소인 산업 및 오토모티브 애플리케이션에서 가능한 것을 변화시키고 있습니다. 크기에 제약이 있고, 전력 및 발열이 제한되며, 비용이 제한적인 환경에서 효율적으로 작동하려면 에지 AI 애플리케이션이 애플리케이션 및 해당 작업에 고유한 고급 통합과 고속 저전력 처리가 필요합니다. 그림 1에서는 에지 AI 처리를 사용하여 성능과 효율성을 개선할 수 있는 몇 가지 애플리케이션을 보여줍니다. 예를 들어 비전 입력을 사용하는 에지 AI 시스템은 생산 라인의 품질 제어를 위한 단일 카메라 또는 차량이나 모바일 로봇의 기능 안전을 지원하는 여러 카메라를 구현할 수 있습니다.

GUID-3613AB79-2039-43A4-A5A6-355A83E67DDA-low.jpg그림 1 에지의 인텔리전스는 여러 애플리케이션에 존재합니다

에지 AI 시스템은 창고와 공장의 효율성을 개선하고, 도시, 건설 및 농업을 더 안전하고 더 효율적으로 만들고, 가정과 소매 환경을 스마트하게 만드십시오. 효율적인 에지 AI 프로세싱이 필요한 시스템을 몇 가지 살펴보겠습니다.

  1. ADAS(첨단 운전자 보조 시스템). ADAS 기술은 차량 주변 환경에 대한 정보 통찰력을 제공하여 더 편리하고, 스트레스를 덜 받고, 더 안전하게 운전할 수 있도록 합니다. 대부분의 ADAS 기능은 시야 기반 시스템이며, 여러 카메라 센서에서 고해상도 입력을 받고, 딥 러닝 및 컴퓨터 비전 알고리즘을 사용하여 이러한 ADAS 기술을 해석하면 차량 주변 환경에 대한 정보를 파악하여 더 편리하고, 스트레스를 덜 받고, 더 안전하게 운전할 수 있습니다. 대부분의 ADAS 기능은 비전 기반 시스템이며, 여러 카메라 센서에서 고해상도 입력을 받고, 딥 러닝 및 컴퓨터 비전 알고리즘을 사용하여 이러한 이미지를 해석합니다.
  2. 자율 모바일 로봇 및 드론. 상용 실행 가능한 로봇의 경우 SoC(시스템 온 칩)는 최적화된 시스템 비용으로 고속 및 저전력으로 복잡한 인식 및 내비게이션 스택을 처리해야 합니다. 또한 SoC는 시스템 효율성을 극대화하기 위해 이미지 디워핑, 스테레오 깊이 예측, 스케일링, 이미지 피라미드 생성 및 딥 러닝과 같은 계산 집약적 작업을 오프로드해야 합니다.
  3. 스마트 장바구니. 스마트 장바구니는 품목을 장바구니에 넣을 때 주문 합계를 계산하고, 쇼핑 목록 품목을 추천하며, 고객이 장바구니의 식료품을 결제할 수 있도록 하여 고객이 보다 맞춤화된 쇼핑 환경을 제공하고, 계산대를 건너뛸 수 있도록 합니다. 대부분의 스마트 쇼핑 카트는 카메라 및 컴퓨터 비전 기능으로 항목을 자동으로 감지하는 다중 비전 센서를 갖추고 있습니다. 스마트 장바구니는 물품을 장바구니에 담았을 때 주문 합계를 계산하고, 쇼핑 목록 품목을 추천하며, 고객이 장바구니에 있는 식료품을 결제할 수 있습니다. 고객이 보다 맞춤화된 쇼핑 환경을 이용할 수 있고 계산대를 건너뛸 수 있습니다.
  4. 에지 AI 박스. 에지 AI 박스는 소매 자동화, 공장 모니터링 및 건물 감시 시스템에 사용되는 카메라 시스템을 지능적으로 확장하는 것입니다. 크기 제약, 전력 및 열 손실 과제에도 불구하고 처리량이 높은 AI를 사용하면 박스가 더 많은 수의 카메라에 대한 지능형 처리 작업을 수행할 수 있습니다.
  5. 머신 비전 카메라. 광학 문자 인식, 물체 식별, 결함 감지 및 로봇 ARM 지침을 위한 머신 비전 카메라는 임베디드 AI 기술을 활용하여 제품 개발을 더욱 간소화하고 시스템 정확도를 높입니다.

표 1에는 다양한 애플리케이션의 시스템 요구 사항이 나와 있습니다.

표 1 에지 AI 시스템의 주요 프로세싱 및 구성 요소 요구 사항.
ADAS 로봇 스마트 리테일 머신
비전
에지 AI 박스
딥 러닝 가속기 x x x x x
다중 카메라 이미지 신호 처리(ISP) x x x x x
비전 가속기 x x x x x
깊이와 동작 인식 가속기 x x x x x
이더넷 스위치 x x x
PCIe(Peripheral Component Interconnect Express) 스위치 x x
기능 안전 x x