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L’esclusiva tecnologia DRP di Renesas attua un’eccellente elaborazione delle immagini in tempo reale a basso consumo energetico, ideale per Smart Appliance, Robot di Servizio e Macchinari Industriali.
Renesas Electronics sta ampliando la propria gamma di soluzioni di intelligenza artificiale integrata (embedded artificial intelligence, e-AI), per incorporare l’AI nei sistemi embedded portando l’intelligenza agli endpoint. Circa 150 aziende in oltre 10 paesi in tutto il mondo stanno già conducendo sperimentazioni su dispositivi basate su questa tecnologia, e attualmente i casi di utilizzo di e-AI sono oltre 30.
Renesas ha ora sviluppato un nuovo microprocessore (MPU) RZ/A2M per espandere l’uso delle soluzioni e-AI alle applicazioni di fascia alta. La nuova MPU offre dieci volte le prestazioni di elaborazione delle immagini (nota 1) del suo predecessore, l’RZ/A1, e incorpora l’esclusivo Dinamically Reconfigurable Processor (“DRP”, nota 2) che consente di elaborare le immagini in tempo reale a basso consumo energetico. Ciò consentirà alle applicazioni che includono dispositivi integrati, quali elettrodomestici intelligenti, robot di servizio e macchinari industriali compatti, di eseguire il riconoscimento delle immagini attraverso telecamere, e altre funzioni AI, mantenendo un basso consumo energetico e accelerando la realizzazione di endpoint intelligenti.
Attualmente, vi sono diverse sfide da superare per l’utilizzo dell’AI nel campo della tecnologia operativa (OT), come la difficoltà nel trasferimento di dati dai sensori al cloud per l’elaborazione, e ritardi in attesa che i risultati AI vengano trasferiti dal cloud. Renesas offre già soluzioni di unità AI in grado di rilevare guasti precedentemente invisibili in tempo reale, analizzando minuziosamente le forme d’onda di oscillazione da motori o macchine. Per estendere ulteriormente l’adozione dell’AI nel settore OT, Renesas ha sviluppato RZ/A2M con DRP, il quale rende possibile delle funzionalità AI basate su immagini che richiedono volumi di dati ancora più grandi e prestazioni di elaborazione notevolmente più potenti rispetto alla misurazione e all’analisi della forma d’onda. Siccome l’elaborazione delle immagini in tempo reale può essere eseguita consumando pochissima energia grazie all’RZ/A2M, i dispositivi alimentati a batteria possono compiere attività particolari, come ad esempio il riconoscimento di immagini in tempo reale sull’input della telecamera, l’autenticazione biometrica mediante impronta digitale o scansione dell’iride, e scansioni ad alta velocità con scanner portatili. Ciò risolve diversi problemi associati agli approcci basati sul cloud, come la difficoltà nell’ottenimento di prestazioni in tempo reale, garantire la privacy e mantenere la sicurezza.
“L’adozione di e-AI porterà vantaggi incalcolabili in termini di convenienza, sicurezza ed efficienza produttiva”, ha dichiarato Yoshikazu Yokota, Vicepresidente esecutivo e Direttore generale della Business Solution Industrial Unit di Renesas. “Abbiamo migliorato con successo il rendimento di produzione nelle nostre fabbriche attraverso l’utilizzo di e-AI, dimostrando l’utilità dell’AI per gli endpoint. Continueremo ad espandere l’ambito delle applicazioni e-AI da semplici attributi, quali colori, forme e forme d’onda, a complesse elaborazioni di immagini in tempo reale, offriremo una vasta gamma di soluzioni e-AI che chiunque potrà utilizzare, e faremo da guida nel processo di trasferimento dell’intelligenza agli endpoint.”
Caratteristiche principali del nuovo RZ/A2M con DRP
L’RZ/A2M con DRP è una nuova aggiunta alla serie RZ/A di MPU dotate di RAM on-chip di grande capacità che elimina la necessità di una DRAM esterna. Le MPU della serie RZ/A sono state adattate alle applicazioni che utilizzano funzionalità di interfaccia uomo-macchina (HMI), ed RZ/A2M aggiunge ad essa alcune caratteristiche ideali per applicazioni che utilizzano telecamere. Supporta l’interfaccia della fotocamera MIPI, ampiamente usata nei dispositivi mobili, ed è dotata di un DRP per l’elaborazione ad alta velocità di immagini immesse tramite tale interfaccia. Renesas ha potenziato la funzionalità di rete con l’aggiunta del supporto Ethernet a due canali, e funzionalità di sicurezza avanzate con un acceleratore di crittografia hardware on-chip. Queste particolari funzionalità consentono una connettività di rete sicura e protetta, rendendo il nuovo RZ/A2M ideale per un’ampia gamma di sistemi che utilizzano il riconoscimento di immagini, dagli elettrodomestici intelligenti ai macchinari industriali.
Le specifiche principali del nuovo prodotto possono essere visualizzate qui mentre ulteriori informazioni su e-AI sono disponibili alla seguente pagina web. E anche disponibile un video che illustra il concetto di e-AI.
Renesas intende continuare ad aggiornare la propria gamma di soluzioni e-AI basate sulla tecnologia DRP. Nella seconda metà del 2019 Renesas presenterà un acceleratore AI che incorpora un DRP con prestazioni di elaborazione AI 100 volte più veloci rispetto all’elaborazione del software e la capacità di attuare l’esecuzione di inferenza in tempo reale tramite l’AI incorporata. Nel 2021 Renesas presentarà un ulteriore acceleratore AI di nuova generazione 1000 volte più potente di una MPU convenzionale. In questo modo Renesas porterà valore aggiunto ai dispositivi embedded attraverso l’intelligenza artificiale, mettendo in evidenza la possibilità di creazione di endpoint capaci non solo di esecuzione di inferenza, ma anche di apprendimento.
Disponibilità
Sono attualmente disponibili campioni di RZ/A2M con DRP, offerti con una scheda di sviluppo, un software di riferimento e una libreria di elaborazione delle immagini per il DRP, consentendo ai clienti di iniziare immediatamente a valutare la funzione HMI e le prestazioni di elaborazione delle immagini. La produzione di massa è prevista per il primo trimestre del 2019 e il volume di produzione mensile per tutte le versioni raggiungerà le 400.000 unità entro il 2021.
Nota 1)
Quando si esegue l’algoritmo “canny edge detection” per rilevare i bordi delle immagini, l’RZ/A2M richiede 142 millisecondi (ms) per frame utilizzando l’elaborazione software offerta dalla CPU, ma solo 10ms per frame utilizzando l’elaborazione hardware offerta dal DRP on-chip. Ciò rappresenta un miglioramento di oltre dieci volte nelle prestazioni di elaborazione delle immagini.
Nota 2)
Il DRP è un modulo di proprietà intellettuale (IP) hardware, in grado di modificare dinamicamente la configurazione del proprio circuito da un ciclo di clock all’altro. I DRP sono stati utilizzati nei cicli di produzione di massa da oltre un decennio in applicazioni quali apparecchiature di trasmissione e fotocamere digitali. Questa esclusiva tecnologia Renesas combina le prestazioni dell’hardware con la flessibilità del software, e da anni apporta valore aggiunto a una vasta gamma di prodotti. In un prossimo futuro, Renesas prevede di estendere l’utilizzo del DRP all’AI embedded, offrendo prestazioni energetiche eccellenti e una flessibilità ineguagliata nel monitoraggio dei progressi in corso nelle reti neurali.
