وبلاگ شرکت در مورد هیئت مدیره هسته ای سوپربراین: بر اساس Rockchip RK3588S هیئت مدیره توسعه سیستم محور محاسبات AI

هیئت مدیره اصلی سوپربراین: بر اساس روک چیپRK3588Sهیئت توسعه سیستم موتور محاسبات هوش مصنوعی جاسازی شده

در عصر امروز از ادغام عمیق بین هوش مصنوعی و رباتیک، سطح هوش دستگاه های پایانی به عامل اصلی رقابت تبدیل شده است.این که آیا امکان تعامل در زمان واقعی در ربات های انسان نما یا پشتیبانی از محاسبات لبه ای در ترمینال های صنعتی، یک "مغز قوی" ضروری است. هیئت مدیره توسعه سیستم های جاسازی شده به عنوان پل محوری بین تحقیقات نظری و کاربرد عملی عمل می کنند. هیئت مدیره اصلی SuperBrain،که روی روک چیپ ساخته شدهRK3588Sتراشه، دقیقاً چنین مادربرد جاسازی شده ای است که برای ترمینال های هوشمند طراحی شده است. با قدرت محاسباتی بالا، قابلیت های چند رسانه ای و رابط های گسترده،اين به بخش AIoT انرژي تازه ميده.

شرکت الکترونیک Shenzhen Mingjiada Co., Ltd.Superbrain Core Board را ارائه می دهد که یک صفحه توسعه سیستم جاسازی شده بر اساس Rockchip است.RK3588Sدر زیر مقدمه ای دقیق از تراشه پردازنده نسل بعدی RK3588S وجود دارد:

I. بنیاد اصلی هیئت توسعه: مزایای اصلیRK3588Sتراشه

پایه عملکرد Superbrain Core Board از تراشه Rockchip RK3588S سرچشمه می گیرد. به عنوان پردازنده AIoT پرچمدار نسل بعدی Rockchip، از یک فرآیند پیشرفته 8nm LP استفاده می کند،دستیابی به تعادل استثنایی بین عملکرد و مصرف برقبرای سناریوهای جاسازی شده متوسط تا بالا، پارامترهای اصلی و ویژگی های آن به شرح زیر است:

- معماری CPU: دارای یک طراحی متضاد 64 بیتی هشت هسته ای است که شامل چهار هسته Cortex-A76 با عملکرد بالا (تا 2.4GHz) و چهار هسته Cortex-A55 با مصرف انرژی است..برنامه ریزی کمی برای مدیریت کارآمد محاسبات پیچیده در حالی که کاهش مصرف برق در بار های سبک. ارائه بیش از چهار برابر بهبود عملکرد نسبت به نسل قبلی RK3399،مدیریت بدون تلاش خواسته های چند وظیفه ای همزمان.

- قابلیت محاسبات هوش مصنوعی: شامل یک NPU (اتحاد پردازش عصبی) است که حداکثر قدرت محاسباتی 6TOPS را ارائه می دهد و از عملیات دقیق مخلوط از جمله INT4/INT8/INT16/FP16 پشتیبانی می کند.سازگار با چارچوب های اصلی هوش مصنوعی مانند TensorFlow، MXNet ، PyTorch و Caffe ، امکان استفاده مستقیم محلی از الگوریتم های هوش مصنوعی از جمله تشخیص تصویر ، پردازش سخنرانی و ردیابی اشیاء را فراهم می کند. این نیاز به تراشه های هوش مصنوعی جداگانه را از بین می برد ،کاهش قابل توجهی از هزینه های توسعه و زیربنای سخت افزاری.

- قابلیت پردازش چند رسانه ای: یک GPU MP4 ARM Mali-G610 را که از رابط های گرافیکی از جمله OpenGL ES 3 پشتیبانی می کند، ادغام می کند.2، OpenCL 22و ولکان 12، با ماژول های شتاب دهنده گرافیک دو بعدی و سه بعدی با عملکرد بالا. همچنین دارای قابلیت های قوی کدگذاری / رمزگشایی ویدئو است که از رمزگشایی ویدئویی تا 8K@60fps (H.265/VP9/H) پشتیبانی می کند.264) و کدگذاری ویدیو 8K@30fps (H.265/H.264) ، در کنار AV1 4K@60fps رمزگشایی. این نیازهای سختگیرانه ترمینال های چند رسانه ای با وضوح بالا، نظارت تصویری و برنامه های مشابه را برآورده می کند.

- مصرف انرژی پایین و کوچک سازی: به عنوان یک تکرار بهینه شده از RK3588، RK3588S یک بسته بندی کامپکت 12 × 12 میلی متری را اتخاذ می کند، که از لحاظ فضای کارآمدتر از 17 × 17 میلی متری RK3588 است.که آن را برای دستگاه های جاسازی شده با محدودیت های سختگیرانه فضایی ایده آل می کند.در عین حال، کنترل مصرف برق افزایش یافته است، با مصرف برق معمولی حدود 1.6W و حداکثر مصرف برق بیش از 12W،که آن را برای سناریوهای کار با قدرت پایین صنعتی مناسب می کند.

II. طراحی معماری سخت افزاری SuperBrain Core Board

SuperBrain Core Board از طراحی سخت افزاری سفارشی بر اساسRK3588Sتراشه، با استفاده از یک فرآیند PCB طلایی غوطه ور 10 لایه برای اطمینان از ثبات سیگنال و قابلیت ضد تداخل. ابعاد صفحه اصلی می تواند با پیکربندی های جمع و جور (به عنوان مثال، 69.6mm × 49.4mm یا 89mm × 57mm) بر اساس الزامات برنامه کاربردی. Pinouts از انگشتان طلایی SODIMM یا طرح های 260-pin header استفاده می کند که تقریباً تمام پین های CPU را شامل می شود تا گسترش توسعه دهنده را تسهیل کند.معماری سخت افزاری شامل سه جزء اصلی است: ماژول های هسته ای، رابط های گسترش و مدیریت انرژی:

1. پیکربندی ماژول اصلی

ماژول اصلی بر محاسبات و ذخیره سازی اساسی تمرکز دارد و گزینه های پیکربندی انعطاف پذیر را برای پاسخگویی به نیازهای مختلف برنامه ارائه می دهد:

- حافظه (RAM): پشتیبانی از 4GB/8GB/16GB LPDDR4/LPDDR4X با پهنای بس 64 بیتی، پاسخگویی به نیازهای انتقال داده پهنای باند بالا. امکان عملکرد بدون مشکل سیستم های جاسازی شده پیچیده و برنامه های کاربردی بزرگ،ارائه پشتیبانی کافی از حافظه برای چند وظیفه و اجرای الگوریتم هوش مصنوعی.

- ذخیره سازی (فلاش): حافظه فلش 16GB استاندارد eMMC، قابل گسترش به 32GB / 64GB / 128GB. شامل یک اسلات کارت TF (که از SD3.0 پشتیبانی می کند) و SPI NOR Flash (128Mbit) برای ذخیره سازی مقیاس پذیر با ظرفیت بالا،مناسب برای پوشاندن ویدئو، ثبت داده ها و برنامه های مشابه.

- طراحی حرارتی: نقاط نصب فن خنک کننده یکپارچه از پیش رزرو شده، همراه با طرح حرارتی PCB، به طور موثر دمای کار تراشه را کاهش می دهد.این تضمین می کند که عملکرد پایدار در محدوده دمای کار -10 °C به 60 °C، که آن را برای محیط های صنعتی خشن مناسب می کند.

2.تفوق دوگانه در صوتی و تصویری: قابلیت های پردازش چند رسانه ای استثنایی

به عنوان یک مادربرد ترمینال طراحی شده برای تعامل هوشمند، SuperBrain Core Board توانایی استثنایی در پردازش صوتی و تصویری را نشان می دهد.از رمزگشایی ویدیو 8K@60fps و رمزگذاری ویدیو 8K@30fps پشتیبانی می کند، به راحتی با فرمت هایی از جمله H برخورد می کنید.265، VP9 و AV1 این امکان را برای رانندگی مستقیم صفحه نمایش های 8K با وضوح فوق العاده بالا یا کدگذاری در زمان واقعی فیلم های ضبط شده توسط دوربین های با وضوح بالا فراهم می کند.

این قابلیت به ویژه در سناریوهای تعامل چند روال حیاتی است. به عنوان مثال، هنگامی که در ربات های خدمات استفاده می شود، the Superbrain Core Board simultaneously powers interactive screens displaying virtual avatars while optimising inputs from multiple MIPI cameras via its integrated 48M-pixel ISP (Image Signal Processor). از الگوریتم هایی از جمله HDR ، کاهش نویز سه بعدی و اصلاح چشم ماهی پشتیبانی می کند ، که تشخیص دقیق صورت و تشخیص خواندن لب را تضمین می کند. همراه با آرایه های چند میکروفون ،آن را به حذف اکو (-25dB) و کاهش نویز چند روشی (-10dB) می رساند.، حتی از عملکرد "وجدان چهره" پشتیبانی می کند. این به روبات ها امکان می دهد حتی در محیط های پر سر و صدا نیز با دقت سوژه های تعامل را هدف قرار دهند.

3رابط های گسترده: برای گسترش ترمینال طراحی شده است

برای پاسخگویی به الزامات مختلف توسعه جاسازی شده ، Superbrain Core Board دارای رابط های گسترده ای برای گسترش است که شامل نمایش ، ارتباطات و اتصال محیطی است.این نیاز به برد های آداپتور خارجی را از بین می برد، ساده سازی روند کار توسعه:

- رابط صفحه نمایش: ویژگی های خروجی HDMI 2.1 (حمایت از 8K@60fps یا 4K@120fps) ، خروجی DP 1.4 (حمایت از 8K@30fps) ، و رابط MIPI DSI (حمایت از 4K@60fps).امکان نمایش مستقل چند صفحه را فراهم می کند، اجازه اتصال همزمان به چندین دستگاه نمایش برای نمایش با وضوح بالا و سناریوهای تعامل چند صفحه نمایش را می دهد.

- رابط های ارتباطی: WiFi دو باند 2.4GHz/5GHz (که از 802.11a/b/g/n/ac/ax پشتیبانی می کند، WiFi 6 اختیاری است) و بلوتوث 5.0 (که از BLE پشتیبانی می کند)مجهز به یک پورت گیگابیت اترنت (چیپ Realtek RTL8111H)، از ماژول های 4G/5G قابل گسترش (مواصفات M.2 یا mPCIe) برای پوشش گسترده شبکه های سیم و بی سیم و سلولی پشتیبانی می کند.پاسخگویی به خواسته های ارتباطی در محاسبات لبه ای و سناریوهای کنترل از راه دور.

- رابط های محیطی: یک پورت USB 3.0 Host ، یک پورت USB 2.0 Host و یک پورت Type-C (حامی خروجی 4-lane DisplayPort و USB 3.0 OTG) ،امکان اتصال به دستگاه های محیطی خارجی مانند موش ها، صفحه کلید، درایو USB و دیسک های سخت؛ - رابط توسعه GPIO 40 پین اختصاص داده شده که از پروتکل های UART، SPI، I2C، PWM و سایر پروتکل ها پشتیبانی می کند، امکان اتصال به سنسورها، رله ها،نمایشگرها و سایر لوازم محیطی برای نمونه سازی دستگاه های IoT.

- رابط های اختصاصی: دارای یک رابط دوربین MIPI-CSI است (که از رزولوشن 4K پشتیبانی می کند) برای اتصال دوربین های با وضوح بالا برای امکان گرفتن تصویر؛ رابط های صوتی (آیرفون،ورودی MIC، خروجی بلندگو دو کانال) ، یک پورت سریال عیب یابی (از طریق GPIO ۴۰ پین قابل دسترسی) ، و یک دکمه بازیابی برای تسهیل عیب یابی توسعه دهنده و گسترش عملکردی.

4طراحی مدیریت برق

از رابط نوع C برای تحویل برق استفاده می کند، که از پروتکل های PD 2.0/3.0 پشتیبانی می کند. ولتاژ ورودی به طیف گسترده ای از 9-15V سازگار است،اطمینان از عملکرد ایمن و قابل اعتماد حتی در شرایط نوسان یا عدم ثبات قدرت. یکپارچه IC مدیریت قدرت جامع برای دستیابی به کنترل قدرت دقیق برای CPU، حافظه، لوازم جانبی، و ماژول های دیگر،کاهش بیشتر مصرف برق و افزایش زمان اجرا دستگاه (مناسب برای سناریوهای جاسازی شده تلفن همراه).

III. پشتیبانی از اکوسیستم نرم افزار

با استفاده از اکوسیستم نرم افزارهای بالغ "راک چیپ"،SuperBrain Core Board پشتیبانی سیستم جامع و ابزارهای توسعه را برای کاهش موانع توسعه دهندگان و تسریع در اجرای پروژه ارائه می دهدپشتیبانی اصلی نرم افزار شامل:

- پشتیبانی از سیستم عامل: کاملا سازگار با چندین سیستم عامل جاسازی شده اصلی، از جمله Orange Pi OS، Android 12، Debian 11، Ubuntu، OpenWRT و OpenHarmony.توسعه دهندگان می توانند به طور انعطاف پذیر سیستم ها را با توجه به سناریوهای کاربردی بدون تلاش های پیچیده حمل و نقل انتخاب کنند.

- ابزار توسعه و SDK: یک برنامه کامل ارائه می دهدRK3588Sبسته توسعه chip SDK، شامل درایورها، رابط های API، مستندات توسعه و کد نمونه است. از ابزارهای اصلی توسعه مانند Visual Studio Code و Keil پشتیبانی می کند.,از ابزارهای توسعه رسمی Rockchip پشتیبانی می کند، که امکان فلش سیستم، عیب یابی، ارتقاء نرم افزار و سایر توابع را برای ساده سازی روند توسعه فراهم می کند.

- پشتیبانی از توسعه هوش مصنوعی و چند رسانه ای: یک زنجیره ابزار توسعه الگوریتم هوش مصنوعی، تبدیل و استفاده از مدل های اصلی هوش مصنوعی را تسهیل می کند.امکان اجرای سریع توابع مانند تشخیص چهره انسان، تشخیص صفحه شماره و تشخیص متن OCR. یک کتابخانه پردازش چند رسانه ای یکپارچه از رمزگذاری / رمزگشایی ویدیو 8K در کنار پیش پردازش و پس پردازش تصویر پشتیبانی می کند ،ساده سازی توسعه برنامه های چند رسانه ای با وضوح بالا.

- سازگاری با اکوسیستم منبع باز: سازگار با پروژه های منبع باز برای تخته های توسعه اصلی مانند Raspberry Pi،امکان استفاده مجدد مستقیم از کد منبع باز گسترده و نمونه های برنامه برای کاهش هزینه های توسعه. همزمان از توسعه دهندگان در سفارشی سازی هسته های سیستم و درایورها برای پاسخگویی به نیازهای توسعه شخصی پشتیبانی می کند.

IV. ویژگی های اصلی و مزایا هیئت توسعه

در مقایسه با تخته های توسعه ی جاسازی شده ی سنتی، SuperBrain Core Board (RK3588Sسیستم عامل) مزایای اصلی زیر را از طریق بهینه سازی عمیق تراشه، سخت افزار و نرم افزار خود ارائه می دهد، که آن را برای سناریوهای توسعه جاسازی شده متوسط تا بالا مناسب می کند:

1تعادل عملکرد بالا و هزینه های موثر:RK3588Sمعماری هشت هسته ای تراشه و قدرت محاسباتی هوش مصنوعی 6TOPS رقبای پردازنده های جاسازی شده متوسط تا پیشرفته است. این عملکرد مقرون به صرفه برتر را در مقایسه با محصولات مشابه ارائه می دهد،از بین بردن نیاز به تراشه های جداگانه AI یا پردازش ویدیو و کاهش قابل توجهی هزینه های سخت افزاری.

2. فاکتور فرم فشرده با قابلیت گسترش بالا: طراحی فشرده PCB آن امکان ادغام انعطاف پذیر در دستگاه های جاسازی شده کوچک را فراهم می کند. با اتصال 260 پین و رابط های گسترش گسترده،تقریباً از تمام دستگاه های محیطی و پروتکل های ارتباطی پشتیبانی می کند.، پاسخگویی به نیازهای توسعه ثانویه مختلف در میان سناریوها.

3- پایدار و قابل اعتماد برای کاربردهای صنعتی: ساخته شده با 10 لایه غوطه ور شدن تکنولوژی PCB طلا، مدیریت حرارتی جامع، و طیف گسترده ای از دمای عملیاتی (-10 ° C تا 60 ° C).تست های دقیق قابلیت اطمینان از جمله چرخه های دمای شدید و آزمایشات استرس DDR، اطمینان از مناسب بودن برای محیط های کنترل صنعتی و تجهیزات در فضای باز.

4پشتیبانی کامل از چرخه توسعه: از مرجع طراحی سخت افزار، بسته های توسعه SDK و کد نمونه تا پشتیبانی فنی پس از تولید انبوه،خدمات جامع توسعه دهندگان را قادر می سازد تا اعتبار نمونه اولیه را به سرعت تکمیل کنند، توسعه عملکردی و تولید انبوه محصول، کوتاه کردن چرخه های توسعه.

5سازگاری با چندین سناریو: با استفاده از عملکرد قوی CPU ، GPU و NPU در کنار رابط های گسترده ، سناریوهای مختلف جاسازی شده متوسط تا بالا را در بر می گیرد.این امر نیاز به طراحی مجدد تخته های توسعه برای برنامه های مختلف را از بین می برد، کاهش هزینه های تکرار پروژه

V. سناریوهای کاربردی معمولی

هیئت اصلی SuperBrain (RK3588Sاین سیستم عامل، با عملکرد بالا، مقیاس پذیری و قابلیت اطمینان پایدار، کاربرد گسترده ای در سناریوهای جاسازی شده متوسط تا بالا دارد.کنترل صنعتی، و ترمینال های چند رسانه ای. کاربردهای معمول عبارتند از:

- محاسبات کناری: به عنوان گره های محاسبات کناری، این تخته ها از قدرت پردازش NPU و طرح های پورت چند شبکه برای استفاده در سناریوهای امنیتی هوشمند و بازرسی صنعتی استفاده می کنند..آنها نتیجه گیری AI محلی و پردازش داده ها را امکان پذیر می کنند، بار انتقال ابری را کاهش می دهند و سرعت پاسخ را افزایش می دهند.

- دستگاه های مبتنی بر هوش مصنوعی: برای تشخیص بینایی هوش مصنوعی (ابراز شکل انسان، تشخیص اشیاء، تشخیص صفحه شماره) و تعامل صوتی (تشخیص گفتار، گفتگو هوشمند) سازگار است.توسعه سیستم های کنترل دسترسی هوشمند را تسهیل می کند، ترمینال های پرداخت تشخیص چهره و نمایشگاه های خرید تعاملی.

- ترمینال های چند رسانه ای: پشتیبانی از کدگذاری / رمزگشایی ویدیو 8K و قابلیت های نمایش چند صفحه نمایش، آن را قدرت نشانه های دیجیتال بالا، HD جعبه های بالا، و کیوسک های خودپرداز،ارائه تجربه های چند رسانه ای واضح و روان.

- کنترل صنعتی و اینترنت اشیا: دارای رابط های گسترده GPIO و ارتباطات، به عنوان یک کنترل کننده صنعتی یا AIoT دروازه کار می کند،اتصال سنسورها و محرک های مختلف برای امکان کنترل هوشمند و جمع آوری داده برای تجهیزات صنعتیهمچنین از نمونه سازی سریع و تکرار برای کنترل کننده های خانه هوشمند پشتیبانی می کند.

- آموزش و تحقیق: سازگاری چند سیستم و ماهیت منبع باز آن را برای دوره های سیستم های جاسازی شده دانشگاه و اعتبار سنجی الگوریتم های هوش مصنوعی مناسب می کند.کمک به دانش آموزان برای تسلط سریع بر مهارت های توسعه جاسازی شده و کاربرد هوش مصنوعیهمچنین محققان را با یک بستر توسعه با عملکرد بالا برای الگوریتم های نوآورانه و فناوری R&D فراهم می کند.

- ترمینال های AR / VR و Cloud Gaming: با استفاده از قابلیت های قوی GPU و خروجی صفحه نمایش کم تاخیر، توسعه دستگاه های AR / VR را برای افزایش تجربه های غوطه ور تسهیل می کند.قابلیت رمزگشایی 8K آن تضمین پردازش بدون مشکل پخش بازی مبتنی بر ابر، که آن را برای برنامه های پایانی بازی ابری مناسب می کند.

VI. نتیجه گیری

تخته هسته ای سوپربرین، بر اساس روک چیپRK3588Sسیستم عامل، تمرکز بر “کارایی بالا، قابلیت گسترش بالا، قابلیت اطمینان بالا و هزینه های بالا” است. این سیستم عامل مزایای سخت افزاری تراشه را با طراحی صفحه توسعه سفارشی ادغام می کند.تکمیل شده توسط یک اکوسیستم نرم افزار جامع و پشتیبانی از توسعه از پایان به پایاناین رویکرد نقاط درد سنتی تخته های توسعه ی جاسازی شده را از بین می برد، یعنی عملکرد ناکافی یا هزینه های بیش از حد.دانش آموزانی که پروژه های آموزشی را انجام می دهند، یا شرکت هایی که تولید انبوه را به دست می آورند، این هیئت توسعه راه حل های انعطاف پذیر و کارآمد ارائه می دهد.

استفاده از بهینه سازی مداومRK3588Sبا پشتیبانی فنی روک چیپ و راک چیپ، SuperBrain Core Board به طور انعطاف پذیر با نیازهای جاسازی شده متوسط تا بالا در چندین حوزه از جمله AIoT، کنترل صنعتی و چند رسانه ای سازگار می شود.این یک پایه سخت افزاری و نرم افزاری قوی برای برنامه های کاربردی نوآورانه فناوری جاسازی شده فراهم می کند، توسعه دهندگان را قادر می سازد تا اجرای پروژه را به سرعت تحقق بخشند و ارتقاء هوشمند صنعت جاسازی شده را هدایت کنند.