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Renesas: RZ/V2L-Serie

Energieeffiziente Einstiegsprozessoren mit KI-Beschleuniger

20. Mai 2021, 15:23 Uhr   |  Iris Stroh

Energieeffiziente Einstiegsprozessoren mit KI-Beschleuniger
© Renesas Electronics

Der KI-Beschleuniger DRP-AI mit KI-Inferenz- als auch Bildverarbeitungsfunktionen macht externe ISPs überflüssig sowie die Implementierung von KI-Bildverarbeitung kosteneffizienter

Renesas Electronics erweitert seine MPU-Serie RZ/V um die RZ/V2L-MPUs, die als Einstiegsvarianten für KI-Anwendungen gedacht sind. Die neuen MPUs sind mit dem KI-Beschleuniger DRP-AI (Dynamically Reconfigurable Processor) von Renesas ausgestattet.

Der neue RZ/V2L von Renesas hat mit seinem Vorgänger RZ/V2M eine Reihe von Merkmalen gemeinsam. Hierzu zählen z. B. die genauen KI-Inferenzfunktionen in Kombination mit einer guten Energieeffizienz. Hinzu kommen Optimierungen, wie die Anpassung der DRP-AI-Betriebsfrequenz und der Speicherschnittstelle an eine Entry-Level-MPU.

Der DRP-AI bietet sowohl die Möglichkeit für KI-Inferenzierung in Echtzeit als auch Bildverarbeitungsfunktionen, wie die für die Kameraunterstützung wichtige Farbkorrektur und Rauschunterdrückung. Damit können Anwender KI-basierte Bildverarbeitungsanwendungen wie POS-Terminals (Point of Sales) und Staubsaugroboter realisieren, ohne einen externen Bildsignalprozessor (ISP) zu benötigen. Darüber benötigt der RZ/V2L keine Kühlkörper oder Lüfter. Damit kann KI kosteneffizient nicht nur in Überwachungskameras und Industrieanlagen, sondern auch in verschiedensten Anwendungen wie Haushaltsgeräten und Unterhaltungselektronik implementiert werden.

Der RZ/V2L ist außerdem Gehäuse- und Pin-kompatibel mit der bestehenden General-Purpose-MPU RZ/G2L. Anwender des RZ/G2L können somit einfach auf den RZ/V2L migrieren, um von den zusätzlichen KI-Funktionen zu profitieren, ohne die Systemkonfiguration ändern zu müssen. Dies hält die Migrationskosten niedrig.

Als Teil der RZ/V2L-Entwicklungsumgebung bietet Renesas ein kostenloses DRP-AI Translator-Tool, das KI-Modelle automatisch in ein ausführbares Format konvertiert. Als Eingabeformat dient der Industriestandard Open Neural Network Exchange (ONNX). Entwickler können den DRP-AI gemeinsam mit ihren gewohnten Tools nutzen und unmittelbar mit dem RZ/V2L KI-Modelle auf Basis bewährter Lerndaten evaluieren.

Hauptmerkmale der RZ/V2L-MPUs

  • 64-Bit-Cortex-A55 (1,2 GHz, Dual- oder Single-Core) und Cortex-M33
  • KI-Beschleuniger DRP-AI (1 TOPS/W Class) kann das Tiny YOLOv2-Programm mit 28 fps ausführen
  • DRP-Bibliothek umfasst einfache, für die Bildverarbeitung erforderliche ISP-Funktionen (unterstützt bis zu Full HD)
  • 16-Bit Single-Channel DDR-Speicherschnittstelle
  • 3D-Grafikfunktionen (Mali-G31 GPU)
  • Video Codec (H.264)
  • CMOS-Sensor-Schnittstellen (MIPI-CSI und Parallel) für den Kameraeingang
  • Display-Schnittstellen (MIPI-DSI und Parallel)
  • Speicher mit Fehlerprüfung und -korrektur (ECC)
  • Verified Linux Package (VLP) auf der Basis von Civil Infrastructure Platform Linux, einer für Industrieanwendungen optimierten Linux-Implementierung
  • Verfügbar in quadratischen BGA-Gehäusen (15 mm oder 21 mm), die Pin-kompatibel zum RZ/G2L sind.

Renesas bietet eine Reihe von Systemansätzen zur Unterstützung einer schnellen Entwicklung, sog. »Winning Combinations«, mit untereinander kompatiblen Bausteinen an, mit denen das Entwicklungsrisiko reduziert wird. RZ/V2L-Evaluierungsboards werden als »SMARC SoM Solution« (SMARC: Smart Mobility ARChitecture, SoM: System on Module) angeboten, um eine schnelle Validierung für verschiedene Anwendungen zu ermöglichen. Eine »SMARC Solution« ist auch für bestehende RZ/G2-MPUs verfügbar. Dieses Referenzdesign bietet einen optimierten Schaltplan sowie ein optimiertes Platinen-Layout und umfasst Versorgungsspannung und Timing-Tree. Darüber hinaus befindet sich ein für den RZ/V2L optimierter PMIC (Power Management IC) in der Entwicklung. Lösungen, die den RZ/V2L und den neuen PMIC enthalten, werden voraussichtlich 2021 in der zweiten Jahreshälfte verfügbar sein.

Erste Muster des RZ/V2L sind ab sofort verfügbar, der Beginn der Massenproduktion ist für Dezember 2021 geplant. Die SMARC SoM Solution ist ab sofort erhältlich.

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