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以定制核心提升行動視覺效能

2015年10月13日  | Richard Quinnell

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現在,行動裝置、汽車與安全視覺系統有一個高效能處理的選項,其可被用來滿足特定應用的需求。Cadence Tensilica IP事業部推出了Vision P5可配置的核心,符合要求高解析度與高幀速率(high frame rate)的影像和機器視覺應用所需。該公司表示,相較於前一代處理器核心,P5可提供達13倍的更高效能和5倍的更低能源需求,這要歸功於增加在記憶體處理的平行改進。


Cadence視覺及影像IP核心市場行銷總監Dennis Crespo表示,視覺應用對效能的需求越來越高。行動應用需要人臉偵測、高動態範圍與穩定視訊;無人機越來越需要3D視覺以迴避障礙物;先進駕駛輔助系統(ADAS)正在擁抱行人偵測與交通標誌識別;而安全系統被整合了人物檢測與追蹤,或其他相似的功能,「這都需要更多的功能使編程更加吸引人。例如機器視覺的物體識別涉及機器學習,則需要可編程性,而P5是由底層向上建構,以支援這種複雜的視覺處理。」Crespo進一步說明。


P5核心架構。
P5核心架構。

Vision P5核心的特點是擴大8、16和32位元指令集架構調整為視覺運用。以及一些硬體的改進該公司過去用於圖像處理的數位訊號處理器(DSP)。硬體的進化包括:


  ● 1,024位元寬的記憶體介面。

  ● 最多每個週期進行四個向量ALU操作,可多達64路平行。

  ● 128位元寬的指令總線,發出達每週期五個指令。

  ● 可選16路IEEE單精度向量浮點處理。

Crespo指出,其中一個關鍵的增強功能是Vision P5的獨特SuperGather聚集-分散(gather-scatter)記憶體系統。此系統能平行與對齊讀寫眾多非連續的儲存單元,以進行處理,關鍵能力是非均質(non-uniform)的接取功能如圖像的展開。過去,用這樣的非對準記憶體運作,要求大量的DSP處理週期,SuperGather減少這種對準到一個單週期操作,以顯著降低功耗並提升效能。Vision P5其他省電功能包括閘極時脈(gate clock)的能力去提供暫時不用功能的循環周期關閉。


作為Cadence-Tensilica Xtensa核心,Vision P5在最初的設計階段可由用戶配置,使開發人員能夠創建定制指令,這成為實現在核心設計的RTL模塊。伴隨定制的核心,Cadence的設計工具生成定制的軟體開發工具,其可充分利用新指令。Cadence還提供了自動向量化編譯器。開發人員可以在C語言環境下處理,並自動得到平行處理效能,且支援OpenCV的和OpenVX函式庫。另外,其他應用開發支援可從Cadence及其供應鏈網路取得。





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