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在人工智能大潮滚滚而来的时代#xff0c;作为一个从事嵌入式行业多年的程序猿倍感焦虑#xff0c;有被替代的焦虑#xff0c;也有跟不上新技术步伐的无奈#xff0c;本系列文章将介绍一个从硬件设计到ai训练、最后到模型部署的完整案例#xff1b;第一阶段…系列文章目录
在人工智能大潮滚滚而来的时代作为一个从事嵌入式行业多年的程序猿倍感焦虑有被替代的焦虑也有跟不上新技术步伐的无奈本系列文章将介绍一个从硬件设计到ai训练、最后到模型部署的完整案例第一阶段我将介绍使用C语言进行裸机开发在熟悉了硬件和系统之后我们进入进阶篇使用MicroPython进行开发不仅会设计传统的嵌入式技术栈也有会Python模型训练识别分类检测等相关的AI知识欢迎各位从事嵌入式行业的小伙伴一起学习
其实嵌入式和人工智能是相辅相成的嵌入式系统为人工智能提供了高效的计算和控制平台使得人工智能算法可以在终端设备上实时运行。而人工智能则可以通过嵌入式系统实现各种智能化功能如环境感知、人机交互、决策控制等。因此嵌入式系统和人工智能的结合可以进一步提高设备的智能化程度和性能。 文章目录 系列文章目录前言一、主控芯片Kendryte K210介绍二、RISC-V结构二、开发板介绍总结 前言
本章将介绍AI嵌入式K210项目所使用的芯片和开发板有需要的同学可以联系我进行购买VSpringWa1tz
一、主控芯片Kendryte K210介绍
Kendryte K210是一颗中国芯由嘉楠科技设计开发采用RISC-V处理器架构具备视听一体、自主IP核与可编程能力强三大特点支持机器视觉与机器听觉多模态识别可广泛应用于智能家居、智能园区、智能能耗和智能农业等场景
Kendryte K210 使用台积电 (TSMC) 超低功耗的 28 纳米先进制程具有双核64位处理器拥有较好的功耗性能稳定性与可靠性。该方案力求零门槛开发可在最短时效部署于用户的产品中赋予产品人工智能。
K210具有如下优势
具备机器视觉能力 具备机器听觉能力 更好的低功耗视觉处理速度与准确率具备卷积人工神经网络硬件加速器KPU可高性能进行卷积人工神经网络运算 TSMC28nm先进制程温度范围-40°C到125°C稳定可靠 支持固件加密难以使用普通方法破解独特的可编程IO阵列使产品设计更加灵活低电压与相同处理能力的系统相比具有更低功耗3.3V/1.8V双电压支持无需电平转换节约成本
K210系统架构如下 K210还有哪些特色呐
K210是基于RISC-V精简指令集的一款MCU在众多特色中芯片架构包含了一个自研的神经网络硬件加速器KPU属于最大特色可以高性能地进行卷积神经网络运算。在MCU的AI计算方面K210芯片的算力非常给力根据嘉楠官网的描述K210的KPU算力能够达到0.8TFLOPS这相当于什么水平呢举个例子最新树莓派4B的算力不到0.1TFLOPS而以神经网络处理为卖点的Jetson Nano拥有128个CUDA单元算力也仅仅是0.47TFLOPS。这里好像有吹牛的成分不过应该是性价比较高的支持AI的芯片了每科芯片只要40块左右除了KPU的算力优秀之外K210芯片还有其他一些特色。K210芯片内部是双核CPU指令集为RISC-V 64位每个核心内置独立FPU可以单独进行浮点运算。为了更好地在机器视觉和听觉上发挥作用K210芯片自带计算卷积人工神经网络加速器KPU以及处理麦克风阵列的APU能够进行高性能机器视觉和听觉处理。不仅如此K210还内置快速傅里叶变换加速器可以进行复数FFT计算。在性能强劲的前提下K210芯片还很注重安全性内置了AES和SHA256算法加速器为用户的数据安全提供有效保障。再来看看MCU方面的属性K210芯片具有丰富的外设单元分别是DVP、JTAG、OTP、FPIOA、GPIO、UART、SPI、RTC、I2S、I2C、WDT、TIMER、PWM这些外设在实际使用中发挥巨大的作用基本满足大部分MCU外设的需求。K210还拥有高性能、低功耗的SRAM总共8M2M专用于AI计算6M用于程序专用外置FLASH接口增加自身的储存空间数据传输可使用功能强大的DMA在数据吞吐能力方面性能优异。 总之K210这款芯片比较便宜开发板的价格也比较便宜开发者生态也比较完善非常适合大家学习 二、RISC-V结构
顺便做个RISC-V的介绍吧我觉得国产化替代大潮中RISC-V架构有可能会和ARM有一战之力 RISC-V是一个基于精简指令集RISC原则的开源指令集架构ISA。V表示第五代精简指令集是加州大学伯克利分校经过前面四代的改良以及升级得来的。该项目开始于2010年的加州大学伯克利分校后来经过许多贡献者的辛勤耕耘经过10年‘磨一剑’RISC-V指令集已经在全球范围内逐渐活跃相信不久的将来会有更多更好的RISC-V芯片问世。 RISC-V具有以下特点
完全开源任何企业都可以自由免费使用RISC-V指令集来制造并营销自己的芯片而不需要支付高额授权费并且可以根据自己的需求扩展指令集自己扩展的指令集不必开放可以实现差异化发展。架构简单与主流的X86和ARM架构相比RISC-V是一个全新的指令集不需要兼容老旧产品所以显得格外简洁整个RISC-V基础指令集只有40多条加上其他的模块化扩展指令总共也就只有几十条。易于移植现代操作系统都做了特权级指令和用户级指令的分离特权指令只能操作系统调用而用户级指令才能在用户模式调用保障操作系统的稳定。RISC-V提供了特权级指令和用户级指令同时提供了详细的RISC-V特权级指令规范和RISC-V用户级指令规范的详细信息使开发者能非常方便的移植linux和unix系统到RISC-V平台。模块化设计RISC-V架构可以由不同模块组成不同功能灵活利用模块的组合情况可以定制属于自己需求的MCU。例如针对小面积低功耗的嵌入式场景可以选择RV32IC组合的指令集仅使用机器模式就可以大大降低功耗和自身体积而高性能的应用操作系统场景可以选择RV32IMFDC指令集可以使用机器模式和用户模式从而实现更高性能。完整的工具链工具链对于CPU来说就可以理解为螺丝刀对于螺丝没有螺丝刀的作用螺丝是根本无法固定住发挥自身的性能的。工具链是软件开发与CPU交互的窗口如果没有工具链软件开发者甚至无法让CPU工作起来。幸运的是RISC-V由于贡献者多年的热心贡献社区已经提供了完整的工具链并且由RISC-V基金会维护该工具链。
二、开发板介绍
嘉楠科技开发设计生产芯片下游厂商将芯片做成开发板通过硬件和解决方案进行销售开发板有很多可以从嘉楠科技购买评估板如01Studio缺点是比较贵那就去看看其他下游厂商以此芯片做的开发板和解决方案吧会便宜不少 本开发版的软硬件全部开源如有需要可以联系先看下外观 总结
先大致介绍到这里吧拿到开发板一起从零开始我们的AI嵌入式项目
