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DESIGN ELEKTRONIK 08-09 2021 14 www designelektronik de neuromorpher Prozessor – oder Neural Processing Unit NPU – unabdingbar Eine NPU eignet sich insbesondere für die Analyse von Bildern und Mustern und stellt somit die zentrale Recheneinheit für ein KIbasiertes Embedded-Vision-System dar Inspiriert von der Architektur eines neuronalen Netzes im Gehirn können neuromorphe Prozessoren ereignisgesteuert arbeiten und benötigen lediglich gelegentlich Energie Somit benötigen NPUs selbst bei hoher Rechenund Grafikleistung nur wenige Watt an Leistung Gleichwohl können solche Low-Power-NPUs mehrere TOPS Tera Operations per Second leisten Somit genügen sie den Anforderungen die Entwickler beim Edge-Computing an ihre Embedded-Systeme stellen ■ ■ Edge Computing im Fokus Der Halbleiterhersteller NXP hat seinen i MX-8M-Plus-Prozessor mit einer solchen NPU ausgestattet um ihn fit für das maschinelle Lernen zu machen Kombiniert mit vier Arm-Cortex-A53-Kernen und einem Arm Cortex-M7-Controller erzielt die Einheit bis zu 2 3 TOPS Zudem besitzt der i MX 8M Plus einen Image-Signal-Prozessor ISP für das parallele Verarbeiten von hochaufgelösten Bildern und Videos in Echtzeit Er erlaubt bereits beim Erfassen ein Vorverarbeiten der Bilder So kann die NPU im Nachgang noch eindeutigere Ergebnisse liefern – das ist sowohl für das Verarbeiten von Bildern mit hoher Leistung in der Industrie interessant als auch überall dort wo Entwickler mithilfe von Bildbearbeitungsalgorithmen bessere visuelle Ergebnisse erzeugen möchten Um mehr und mehr Edge-Applikationen mit dem NXP-Prozessor auszustatten hat Congatec ein Starterset konzipiert und auf den Markt gebracht Bild 1 Herzstück des Embedded-Vision-Baukastens ist ein kreditkartengroßes SMARC 2 1 Computeron-Module CoM mit dem i MX-8M-Plus-Prozessor Bild 2 Das Modul kann bis zu drei unabhängige Displays ansteuern und verfügt über ein hardwarebeschleunigtes Codieren und Decodieren von Videodaten Zudem ge - währleistet der Videokomprimierungsstandard H 265 dass sich von der NPU vorselektierte Streamingsequenzen der Kamera direkt über das Netzwerk an zentrale Leitstellen übertragen lassen An Datenspeicher finden Entwickler auf dem CoM bis zu 128 GB eMMC vor Außerdem bietet das mit mehreren Peripherieschnittstellen ausgestattete Modul Zugriff auf ein umfangreiches Ökosystem für KIbasierte Embedded-Systeme Je nach Ausstattung ist es für den Einsatz im Temperaturbereich von -40 bis +85 °Cgeeignet Für den Betrieb benötigt das passiv gekühlte SMARC-Modul eine Leistung von 2 bis 6 W ■ ■ Hardware muss robust und verlässlich sein Eine robuste und verlässliche Hardware ist für visuelle Edge-Computing-Systeme ein Muss da sie – im Gegensatz zur Cloud – das Verarbeiten von Daten nicht in einem geschützten und gekühlten Rechenzentrum erledigen Egal ob sie irgendwo im freien Gelände in einem Fahrzeug oder in einer Fertigungshalle im Einsatz sind – sie müssen widerstandsfähig sein Gefragt ist das KI-Starterset bei Anwendungen wie ■ ■ dem Erkennen reifer Früchte ■ ■ der automatisierten Produktkontrolle in der Industrie ■ ■ der Zutrittskontrolle in der Gebäu - deautomation oder ■ ■ dem Erkennen von Produkten im Pointof-Sales-PoS -Warenkorb Bild 2 Das »Gehirn« des Startersets ist das SMARC-2 1-Modul »conga-SMX8-Plus« Bild Congatec EMBEDDED-SyStEME Künstliche Intelligenz