ABI Research的數據顯示,預計到2024年底,設備端AI推理功能將覆蓋60%的設備。但許多可以利用人工智能和機器學習(AI/ML)功能的網絡邊緣設備,往往需要在極其嚴苛的功耗限制下運行,充一次電或者僅依靠收集和存儲能量就要工作幾個月甚至幾年。另一方面,近十年來AI模型快速發展,不斷有新的實現方式產生,需要有更出色的硬件來承載,這就需要硬件和算法上的優化。
作為深耕低功耗FPGA領域多年的領先公司,萊迪思敏銳的意識到將低功耗FPGA與AI/ML進行深度融合,創建出一系列從硬件到應用層的端到端AI解決方案,將為消費電子、嵌入式系統、制造業、工業、汽車、農業等領域帶來更多此前從未設想過的創新方案。
例如Glance by Mirametrix計算機視覺軟件現在允許用戶創建3D虛擬頭像用于視頻會議。這項新功能結合了Lattice在AI面部跟蹤和軟件開發方面的經驗,可在所有視頻通話平臺上運行,任何人都可以通過動畫頭像參與會議。AI/ML功能還可以增強用戶參會的其他體驗。例如,基于AI/ML的面部取景功能可以利用內置視頻會議攝像頭的較高分辨率來裁剪和居中用戶的頭像,為視頻會議提供較好的畫面。
同樣,手勢識別可以為筆記本電腦、智能電視或任何其他支持視頻的物聯網設備添加非接觸式手勢操作功能。換句話說,手勢控制可讓消費者通過直觀的手勢輕松實現導航和控制,帶來沉浸式的電視體驗。從頻道切換到音量調節,每一個動作都能變成控制命令。
與此同時,萊迪思也正在與合作伙伴和客戶合作,利用多模式、智能傳感器融合和AI/ML技術、以及Lattice SensAI解決方案集合,實現更深入的情景感知,助力下一代智能AI PC體驗。
Lattice SensAI解決方案集合是業界第一款用于網絡邊緣設備端AI處理的完整解決方案集合,不但包括多種類型的卷積神經網絡(CNN)加速器,對硬件平臺的支持也從最初的iCE40/CrossLink-NX/ECP5/CertusPro-NX,拓展到了新推出的低功耗中端FPGA平臺Avant,可實現3D人臉識別、屏幕光自動調節、自動熄屏、人臉解鎖等多種功能。
于是,我們看到在持續追蹤用戶ID應用中,通過將AI/ML分析和決策、計算機現有的傳感器(攝像頭和麥克風)與狀態和注意力追蹤結合使用,智能PC可在攝像頭未檢測到已注冊用戶時自動鎖定用戶的計算機。
存在檢測另一個簡單且實用的用途是在周圍無人時關閉計算機。當用戶長時間遠離屏幕時,注意力追蹤功能可以調暗計算機屏幕并激活低功耗模式,充當智能傳感器中心的低功耗、小尺寸FPGA可以接收來自計算機傳感器的輸入,然后根據情況決定何時關閉顯示器和CPU,以及何時應該給它們重新供電。
同樣,這些功能也可以增強計算機的隱私和安全性。計算機的內置會議攝像頭可用于監控用戶身后的背景,檢測是否有人從用戶的肩膀后面窺視。如果計算機被配置為保護隱私,當授權用戶背后有人疑似在偷窺計算機屏幕時,它可以彈出警告提醒用戶甚至自動調暗屏幕。需要強調的是,使用這些解決方案,所有推理數據都保存在FPGA本地。僅將原數據傳遞給SoC,這進一步增強了隱私并提高了安全性。
在農業智能機器解決方案中,萊迪思利用FPGA芯片來實現基于AI的顏色篩選機器具有相當的代表性。傳統的顏色篩選機器往往采用精度較低的CV方案,采用AI方案后,超輕量級AI模型會在掉落的物體中對可能存在的形狀進行標注,然后將這些數據放置在神經網絡里進行訓練,之后再將訓練出來的神經網絡參數放到NN Demo當中,從而實現判斷準確性的大幅提高。
上述所有案例都表明,萊迪思在本地和網絡邊緣領域具有獨特的優勢,積累了諸多令人印象深刻的產品組合,可以滿足網絡邊緣AI設備快速變化的市場需求。設計人員可以在不依賴云端的情況下,快速為網絡邊緣設備提供更多計算資源。此外,通過使用針對低功耗運行而優化的低密度、小尺寸封裝FPGA,設計人員還可以滿足新的消費和工業應用對功耗和尺寸的嚴格限制。
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原文標題:當FPGA遇見AI,從未設想過的創新由此展開
文章出處:【微信號:Latticesemi,微信公眾號:Latticesemi】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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