瑞薩電子通過(guò)其獨(dú)家DRP技術(shù)以低功耗實(shí)現(xiàn)了出色的實(shí)時(shí)圖像處理

2018 年 10 月10日，日本東京訊–全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子株式會(huì)社（TSE：6723）今日宣布，擴(kuò)展其嵌入式人工智能（e-AI）解決方案，將AI整合到嵌入式系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的智能化。全球10多個(gè)國(guó)家的約150家公司正在基于這項(xiàng)技術(shù)開展包括工具等在內(nèi)的試驗(yàn)，到目前為止e-AI的實(shí)際使用案例已超過(guò)30個(gè)。瑞薩電子現(xiàn)已開發(fā)出全新的 RZ/A2M 微處理器（MPU），把 e-AI 解決方案的使用擴(kuò)展到高端應(yīng)用。新款MPU提供的圖像處理性能是其前一代產(chǎn)品RZ/A1的10倍（注1），通過(guò)采用瑞薩電子獨(dú)有的動(dòng)態(tài)可配置處理器（“DRP”，注2），能夠以低功耗實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的圖像處理。這樣就能夠?qū)?yīng)用整合到嵌入式設(shè)備中，例如智能家電、服務(wù)機(jī)器人和緊湊型工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，以便利用攝像頭和其他 AI 功能在低功耗條件下進(jìn)行圖像識(shí)別，并加速實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的智能化。

目前，在操作技術(shù)（OT）領(lǐng)域中使用 AI存在著諸多挑戰(zhàn)，例如難以將大量數(shù)據(jù)從傳感器傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理，以及在等待AI判斷結(jié)果從云端傳輸回來(lái)時(shí)存在延遲。瑞薩電子已經(jīng)推出了多項(xiàng) AI 單元解決方案，通過(guò)精確分析電機(jī)或機(jī)器的振蕩波形，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)出以前不可預(yù)見(jiàn)的故障。為了進(jìn)一步擴(kuò)展人工智能在OT領(lǐng)域的應(yīng)用，瑞薩電子開發(fā)了帶DRP功能的RZ/A2M，這讓基于圖像的AI功能成為可能，而這些功能往往需要比波形測(cè)量和分析更大量的數(shù)據(jù)以及更強(qiáng)大的處理性能。由于可以在非常低的功耗下進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像處理，電池供電的設(shè)備可執(zhí)行如基于相機(jī)輸入的實(shí)時(shí)圖像識(shí)別、采用指紋或虹膜掃描的生物識(shí)別認(rèn)證，以及手持式掃描儀進(jìn)行的高速掃描等任務(wù)。這就解決了與基于云計(jì)算的方法相關(guān)的諸多難題，如難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性能、難以保護(hù)隱私性以及安全性。

瑞薩電子執(zhí)行副總裁、工業(yè)解決方案業(yè)務(wù)部總經(jīng)理橫田善和表示：“ 采用e-AI將給便利性、安全性和生產(chǎn)效率方面帶來(lái)巨大的進(jìn)步。我們通過(guò)使用e-AI成功地提高了自己工廠的產(chǎn)能，從而驗(yàn)證了AI給終端設(shè)備帶來(lái)的優(yōu)化。我們將繼續(xù)擴(kuò)大e-AI應(yīng)用的范圍，將其從色彩、形狀和波形等簡(jiǎn)單屬性擴(kuò)展到復(fù)雜圖像的實(shí)時(shí)處理；我們將提供更廣范圍應(yīng)用、人人都可以使用的e-AI解決方案，在推動(dòng)終端設(shè)備智能化方面發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用?！?/p>

具有DRP功能的新型RZ/A2M的主要特點(diǎn)

帶DRP功能的RZ/A2M是RZ/A系列MPU的新成員，配備了大容量片上RAM，無(wú)需外部DRAM。RZ/A系列MPU非常適合采用人機(jī)界面（HMI）功能的應(yīng)用，而RZ/A2M進(jìn)一步增強(qiáng)了這一特性，它提供了多項(xiàng)非常適合于攝像頭應(yīng)用的功能。它支持廣泛用于移動(dòng)設(shè)備的MIPI 攝像頭接口，并配備了DRP，可以通過(guò)該接口高速處理圖像輸入。瑞薩電子通過(guò)增加雙通道以太網(wǎng)支持增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)功能，并通過(guò)片上硬件加密加速器增強(qiáng)了安全功能。通過(guò)這些功能，新型RZ/A2M可實(shí)現(xiàn)安全可靠的網(wǎng)絡(luò)連接，適合于各種采用圖像識(shí)別功能的系統(tǒng)，涵蓋從家用電器到工業(yè)機(jī)械的廣泛范圍。了解更多該款新品規(guī)格，請(qǐng)點(diǎn)擊https://www.renesas.com/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rz.html 。

瑞薩電子計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)大其基于DRP技術(shù)的e-AI解決方案的范圍。在2019年下半年，瑞薩電子將發(fā)布一款搭載DRP的AI加速器，其AI處理性能比軟件處理快100倍，并且能夠通過(guò)e-AI進(jìn)行實(shí)時(shí)推理。2021年，瑞薩電子將發(fā)布下一代AI加速器，其能力是傳統(tǒng)MPU的1000倍。借助于這種方式，瑞薩電子將通過(guò)AI提升嵌入式設(shè)備的價(jià)值，讓終端設(shè)備不但可以進(jìn)行推理，而且能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)。

1. 例如，當(dāng)運(yùn)行用于檢測(cè)圖像邊緣的“Canny邊緣檢測(cè)”算法時(shí)，如果采用CPU進(jìn)行軟件處理，RZ/A2M將需要每幀142毫秒（ms）；但是，如果采用片上DRP進(jìn)行硬件處理，則只需要每幀10毫秒。這表明圖像處理性能提高了10倍以上。

2. DRP是一套硬件知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）模塊，能夠從一個(gè)時(shí)鐘周期到下一個(gè)時(shí)鐘周期動(dòng)態(tài)地改變其處理電路的配置。在廣播設(shè)備和數(shù)碼相機(jī)等應(yīng)用中，DRP已在量產(chǎn)中應(yīng)用了十多年。這套瑞薩電子獨(dú)有的技術(shù)將硬件性能與軟件靈活性相結(jié)合，多年來(lái)為各種產(chǎn)品帶來(lái)了附加價(jià)值。展望未來(lái)，瑞薩電子計(jì)劃將DRP的使用擴(kuò)展到e-AI，以提供卓越的功耗性能和無(wú)與倫比的靈活性，時(shí)刻跟蹤并保持與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的持續(xù)進(jìn)步。