AMD宣布推出 AMD Embedded+，這一全新的架構解決方案將 AMD Ryzen?（銳龍）嵌入式處理器和 AMD Versal? 自適應 SoC 結合到單塊集成板卡上，使得行業(yè)PC在傳感器融合、AI推理方面進行卓越的升級，應用于工業(yè)、醫(yī)療、智慧城市以及汽車等領域。

AMD工業(yè)、視覺、醫(yī)療與科學高級總監(jiān)Chetan Khona接受媒體采訪時說道，再過兩周將會是AMD收購賽靈思兩周年的紀念日，Embedded+是兩家公司在合并之后產(chǎn)生很好協(xié)同效應的又一個例證。

Embedded+架構三大特點

ABI Research于2023年第1季度發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，利用嵌入式邊緣AI芯片組總出貨量當中機器視覺和傳感器數(shù)據(jù)占據(jù)最大出貨比重。



Chetan Khona表示，數(shù)據(jù)量固然越來越大，如何用好才是關鍵，只有幫助用戶決策才能讓它發(fā)揮最大的價值。很多決策又往往在非常短的時間內(nèi)做出，尤其是工業(yè)和醫(yī)療級的應用通常都是以毫秒級來計算。為了能夠及時處理數(shù)據(jù)，需要在靠近數(shù)據(jù)產(chǎn)生的傳感器設備來進行。

如果沒有像USB一樣的消費類接口，那么工業(yè)和醫(yī)療類應用將傳感器導入PC，會采用一些定制或非消費類接口，這時候就需要一臺優(yōu)化的工業(yè)或醫(yī)療級PC。

Embedded+ 架構率先將領先的 AMD x86 計算與集成顯卡和可編程硬件相結合，用于關鍵的 AI 推理和傳感器應用。低時延處理和高每瓦性能推理的結合可為關鍵任務實現(xiàn)高性能，包括將自適應計算與靈活的 I/O、用于 AI 推理的 AI 引擎以及 AMD Radeon 顯卡實時集成到單個解決方案中，發(fā)揮每項技術的最大優(yōu)勢。讓傳感器數(shù)據(jù)處理、AI應用、工業(yè)互聯(lián)、控制與可視化更簡單。



具體來說，AMD Ryzen?（銳龍）嵌入式處理器和 AMD Versal? 自適應 SoC 結合有三大特性。

首先是傳感器友好型，能夠使用Versal自適應SoC可編程I/O去適配各類傳感器和網(wǎng)絡。



Embedded+架構連接的傳感器，就像人的感官系統(tǒng)一樣全面，同時傳感器組合實現(xiàn)傳感器融合，能夠提高實時系統(tǒng)的情境感知能力。



Versal自適應SoC可以提供可編程的I/O極其廣泛，多達84種，用于交互各種傳感器和網(wǎng)絡，支持從低速連接到32Gb/s的連接，以及不同的電壓范圍。例如，GTYP是一個高速收發(fā)器；XPIO是單一的可以去做插分對的布線模式的I/O；HDIO是1.8-3.3V PL連接的I/O。

舉例來說，集成了機器視覺圖像采集卡的工業(yè)PC、IPC，可以通過GigE vision和CoaXpress連接功能去連接標準的攝像頭，實現(xiàn)高帶寬、低時延的通信。我們可以在無需緩沖的情況下，以最快的速度對圖像做預處理，甚至可以將多臺相機去接入同步。還有客戶由于PC體積小、功耗低，可以集成到相機攝像頭里，從而節(jié)省大量布線成本。



Embedded+架構用于工業(yè)互聯(lián)，將確定性通信下放到Versal自適應SoC去做處理，它可以去運行時間敏感型網(wǎng)絡（EtherCAT）或者任何的工業(yè)互聯(lián)的協(xié)議，這也是FPGA一貫以來的優(yōu)勢，它有足夠的處理能力來完成比簡單的MAC更多的功能。



在Versal設備里可以完成所有的轉換、隊列、優(yōu)先級排序、數(shù)據(jù)交換、網(wǎng)絡安全等一些操作，而且可以確保實時響應，這些都不需要把處理的任務交給X86處理器。

通常情況下機器人系統(tǒng)有三個要件，一個是視覺系統(tǒng)，第二是關節(jié)執(zhí)行器或者運動控制，第三是中央控制器或者叫機器人控制器，在機器人控制器中可以看到Embedded+ 架構發(fā)揮的價值。



Embedded+架構可實現(xiàn)混合關鍵傳感器融合，可在AI引擎上加速AI模型推理等。并且因小尺寸和低功耗非常適合用于電池供電的AMR自主移動機器人或者AGV自動導引車。

醫(yī)療尤其是Embedded+ 架構較典型的應用。醫(yī)用設備帶有專用的傳感器接口，例如B超或者內(nèi)窺鏡探頭，它可以連接到Embedded+ 系統(tǒng)的可編程I/O，在Versal里以超低時延完成高分辨率的波速成形，圖像信號的處理和圖像重建，和其他復雜算法的運行，再通過Radeon顯卡做渲染和可視化的呈現(xiàn)。目前我們支持Ubuntu的Linux系統(tǒng)，根據(jù)產(chǎn)品路線圖，未來還會支持Windows。

Embedded+ 還能用于智慧城市、安防和零售應用的AI盒子。嵌入式AI盒子可以從多個數(shù)據(jù)來源采集數(shù)據(jù)，進行視頻編解碼器，再結合Versal的AI推理功能等。

第二，它能為處理任務減負，即卸載處理。

X86處理器是架構的核心，但是在X86處理器四周還環(huán)繞有一些減負的元器件，可以用于確定性低延遲的通信和處理可編程邏輯，用于高每瓦性能推理的AI引擎，以及可以用于比較精湛的可視化的Video集顯，以及專用的視頻編解碼器等。

那么，如果需要低時延、確定性網(wǎng)絡和傳感器接口，Embedded+ 可以提供擴展連接器、可編程I/O和FPGA的互聯(lián)架構。如果需要實時控制，可以提供Arm的子系統(tǒng)和FPGA的互聯(lián)架構。需要AI推理時會有Versal?AI Edge系列產(chǎn)品。需要視頻解碼、渲染和顯示，Embedded+ 架構能夠提供H.264/265的視頻編解碼器和Radeon顯卡。

第三，它能夠縮短上市的時間，因為這個架構針對傳感器融合，AI推理、工業(yè)互聯(lián)、控制和可視化都做了專門的優(yōu)化，跨 X86及Arm處理器、AI引擎以及FPGA架構的通用軟件基礎架構，適用于不同工作負載。

軟件技術架構方面，開發(fā)人員可以選擇兩種通信流，半定制或者全定制，通過PCIe接口連接的銳龍?zhí)幚砥骱蚔ersal自適應SoC，然后由Vitis XRT支持芯片之間的通信，還將支持Visit AI和VVAS。

半定制流程提供一個預構件的技術架構，用戶可以非常輕松的從銳龍Embedded處理器里頭調用Versal設備中的定制內(nèi)核。半定制相關的一些工具在首發(fā)時間點就可以使用，全定制模式會在今年下半年推出。

未來還會在2024年年底之前推出一系列的示范設計，包括支持AI推理功能的傳感器融合，通過擴展連接器，或者解編碼器去實現(xiàn)視頻AI推理，還有用于AMR自主移動機器人的8個GMSL、激光雷達+GPS+IMU+WIFI連接的接口，以及時間敏感型網(wǎng)絡和其他工業(yè)以太網(wǎng)標準和超過10GE的機器視覺圖像采集卡。

首款基于 Embedded+ 架構的 ODM 解決方案為 Sapphire Edge+ VPR-4616-MB，這是一款來自 Sapphire Technology 的低功耗 Mini-ITX 主板。它采用銳龍嵌入式 R2314 處理器和 Versal AI Edge VE2302 自適應 SoC，以低至 30W 的功耗提供了全套功能。此外，VPR-4616 還適用于全系統(tǒng)，包括內(nèi)存、存儲、電源和機箱。

Embedded+代表的混合式系統(tǒng)將成為主流

相比大家此前熟知的K24、K26等嵌入式SOM產(chǎn)品，此次Embedded+架構的發(fā)布又有哪些不同呢？

Chetan Khona表示，K24、K26等更適用于傳統(tǒng)意義上的嵌入式應用，Embedded+架構更加傾向于PC類應用，也就是搭配鍵盤、鼠標、顯示、Linux或Windows系統(tǒng)的PC運行環(huán)境。更確切地一點是，它基于X86架構的豐富應用庫從而擁有更多的選擇與支持。

而Embedded+架構可跨產(chǎn)品組合擴展，不僅是上述說到的銳龍嵌入式 R2314 處理器和 Versal AI Edge VE2302 自適應 SoC這樣的組合，還可提供多種銳龍嵌入式處理器與Versal AI 邊緣自適應 SoC的可定制選項。以此為廣闊的嵌入式PC類應用提供更多可能。



Chetan Khona進一步認為，談到嵌入式并不是在X86與Arm之間做取舍，就像Embedded+ 架構就充分考慮了X86與Arm的混合，并且未來這些混合式系統(tǒng)會成更加重要，更主流化。特別是現(xiàn)在，在傳感器數(shù)據(jù)、邊緣AI處理等越來越重要的時候，Embedded+ 架構很好地進行了架構集成與創(chuàng)新。目前，Embedded+ 架構在一塊板卡上集成兩顆芯片，未來架構將如何演進將視市場和客戶的需求來推進。