經(jīng)過(guò)幾年的滲透，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已逐漸覆蓋智慧工業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧零售、智慧能源、智慧交通出行等行業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深刻影響著現(xiàn)有的行業(yè)需求與產(chǎn)業(yè)格局。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地階段，那些簡(jiǎn)單易用、適用于多種場(chǎng)景、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)方案將在龐大的體量市場(chǎng)脫穎而出。

 

算力高、智能強(qiáng)、功耗低是目前物聯(lián)網(wǎng)微處理器技術(shù)的關(guān)鍵指征。北京君正是國(guó)產(chǎn)微處理器的最早倡導(dǎo)者，在嵌入式CPU領(lǐng)域設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富，擁有自主研發(fā)的XBurst架構(gòu)。XBurst CPU指令集兼具RISC指令與SIMD指令優(yōu)勢(shì)，融合了計(jì)算、多媒體加速以及信號(hào)處理能力，且在極低的功耗下高速發(fā)射指令。

 

北京君正面向智能物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)推出的新一代SoC X2000，采用北京君正自研CPU內(nèi)核、VPU及ISP等關(guān)鍵技術(shù)，是一款高性能、多核跨界處理器。北京君正XBurst?2的首次亮相即使用在X2000上。X2000 CPU內(nèi)核采用XBurst?2邏輯雙核+ XBurst?0三核異構(gòu)布局，具有應(yīng)用處理器的出色算力，微控制器實(shí)時(shí)控制、低功耗的特點(diǎn)。

 

圖像、視頻、算力、互聯(lián)等各方面的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，使X2000成為智能互聯(lián)時(shí)代一款不可多得的主控芯片，既可以作為獨(dú)立的處理單元使用，也可以多顆X2000分工合作成為一個(gè)較大規(guī)模的智能單元，進(jìn)一步加強(qiáng)媒體處理能力和人工智能算力。

 

 

X2000特別適用于各類消費(fèi)和商業(yè)的嵌入式應(yīng)用，如智能商業(yè)、智能物聯(lián)網(wǎng)、智能可穿戴、生物特征和圖像識(shí)別、音視頻編解碼等領(lǐng)域。X2000產(chǎn)品亮點(diǎn)非常值得廣大用戶不斷深入挖掘，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中創(chuàng)新應(yīng)用。下面我們?cè)敿?xì)對(duì)其算力、三攝、AI能力及低功耗特點(diǎn)進(jìn)行解讀。

 

獨(dú)特的三核結(jié)構(gòu)成就非凡算力

 

X2000是一款面向商業(yè)市場(chǎng)的新一代多核異構(gòu)跨界處理器產(chǎn)品，其算力體現(xiàn)于獨(dú)特的CPU結(jié)構(gòu)，即XBurst?2邏輯雙核+ XBurst?0三核異構(gòu)布局：主核采用君正最新一代高性能處理器內(nèi)核XBurst?2，包含128-bit SIMD擴(kuò)展指令，小核擅長(zhǎng)實(shí)時(shí)控制。值得一提的是，XBurst?是北京君正完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的32位RISC CPU內(nèi)核，同時(shí)兼容MIPS架構(gòu)、硬件浮點(diǎn)運(yùn)算單元、內(nèi)存管理單位。XBurst?2邏輯雙核+ XBurst?0三核配置為X2000提供了相當(dāng)于四核Cortex-A53的能力。

 

 

X2000內(nèi)部集成了豐富的多媒體、互聯(lián)資源。如下圖所示，X2000內(nèi)部資源與大核、小核的邏輯關(guān)系，這是X2000跨界應(yīng)用的硬件基礎(chǔ)。X2000大小核跨界應(yīng)用的場(chǎng)景分為以下三種：一是小核為大核的運(yùn)算助力；二是小核與外圍接口實(shí)現(xiàn)自定義接口；三是小核根據(jù)大核任務(wù)需要實(shí)時(shí)控制外部控制。

 

 

圖：X2000內(nèi)部資源相對(duì)于大核、小核的關(guān)系

 

賦能端側(cè)AI是X2000的重要定位

 

X2000屬于MPU，這個(gè)產(chǎn)業(yè)定位決定了其有部署端側(cè)AI的使命，同時(shí)具備軟硬結(jié)合的能力。具體來(lái)說(shuō)，硬實(shí)力是固化在芯片上的XBurst?2算力、指令集、內(nèi)存管理、低功耗等；軟實(shí)力表現(xiàn)在君正團(tuán)隊(duì)多年耕耘掌握的自主可控的操作系統(tǒng)、各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)支持套件，以及君正深度神經(jīng)開(kāi)放平臺(tái)MAGIK的訓(xùn)練、優(yōu)化、部署等。

  

建立在圖像、視頻、互聯(lián)等各方面的強(qiáng)大能力組合之上的AI能力，勢(shì)必使X2000成為完整的智能單元獨(dú)立部署于端側(cè)。X2000作為一個(gè)端側(cè)AI平臺(tái)，用戶可將君正芯片的應(yīng)用從IoT提升至AIoT提供了豐富的可能性。此外，多顆X2000分工合作，也可形成強(qiáng)大的AI能力，成就一個(gè)較大規(guī)模的智能單元或分布式智能系統(tǒng)。

 

端側(cè)AI，或稱嵌入式AI的價(jià)值包括：

 

更快更緊密的交互方式，因?yàn)槟Ｐ驮诒镜貓?zhí)行，延遲??；

 

更自主的服務(wù)方式，因?yàn)樵跊](méi)有很好網(wǎng)絡(luò)的情況下仍然可以很好的提供服務(wù)；

 

更好的保護(hù)隱私，因?yàn)樵诒镜剡M(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理，數(shù)據(jù)不必上傳。

 

圖：完整、準(zhǔn)確理解X2000的應(yīng)用潛能

 

X2000廣泛的細(xì)分應(yīng)用支持：

 

檢測(cè)類：人形檢測(cè)、人臉檢測(cè)、寵物檢測(cè)、活體檢測(cè)、哭聲檢測(cè)、車輛檢測(cè)

 

識(shí)別類：人臉識(shí)別、文字識(shí)別、車牌識(shí)別

 

豐富靈活的節(jié)能降耗技術(shù)

 

X2000獨(dú)特的三核結(jié)構(gòu)不僅提供高算力，而且體現(xiàn)了低功耗技術(shù)的新高度，包括CPU架構(gòu)的低功耗優(yōu)勢(shì)、關(guān)鍵IP核的低功耗設(shè)計(jì)、業(yè)界領(lǐng)先的SoC電源與時(shí)鐘規(guī)劃三個(gè)層次，以及從硬件到軟件的全方位設(shè)計(jì)，節(jié)能降耗技術(shù)基礎(chǔ)扎實(shí)。此外，采用28nm制程工藝，更將X2000的功耗降到了“新低度”。

 

君正的CPU 內(nèi)核基于MIPS架構(gòu)，已更新三代。XBurst?2是君正CPU的最新版本。根據(jù)嵌入式典型應(yīng)用場(chǎng)景測(cè)試結(jié)果，XBurst?2內(nèi)核算力相當(dāng)于Cortex-A53的1.3倍，但典型功耗僅相當(dāng)于Cortex-A53的0.5倍。X2000整個(gè)SoC（含128MB LPDDR3）的典型工作功耗<380mW。

 

 

圖：XBurst?2的典型功耗水平

 

XBurst?2典型功耗水平低得益于兩個(gè)方面，分別是MIPS架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)以及君正自研CPU內(nèi)核的優(yōu)勢(shì)。XBurst?2基于MIPS32 ISA R5和MIPS SIMD ISA:MSA 128，這種架構(gòu)確保了該CPU內(nèi)核在實(shí)現(xiàn)高性能的同時(shí)，繼續(xù)保持低功耗特色。XBurst內(nèi)核積累了大量的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)降低動(dòng)態(tài)和靜態(tài)功耗水平，這包括：

 

 

降低電壓、動(dòng)態(tài)管理、降低翻轉(zhuǎn)率、降低電容、各種降低漏電的措施

 

X2000的機(jī)器視覺(jué)能力如何實(shí)現(xiàn)？

 

X2000實(shí)現(xiàn)了三個(gè)攝像頭同時(shí)接入，其中兩個(gè)可實(shí)現(xiàn)雙攝同步，而這僅是其圖像輸入能力，其圖像輸出能力表現(xiàn)在VPU模塊的編碼能力和通信模塊的千兆互聯(lián)能力。這為用戶在圖像采集傳感器種類的選擇、多攝像頭配合使用模式、圖像識(shí)別的深度和廣度等方面提供了極大的靈活性，為X2000用于機(jī)器視覺(jué)提供了廣闊的技術(shù)空間。

 

X2000的圖像處理功能電路由MIPI-CSI 接口電路、ISP視頻接口模塊（VIC）、ISP內(nèi)核、圖像后處理模塊MScaler和攝像頭接口模塊（CIM）組成。如下圖所示。

 

圖：X2000的圖像處理能力

X2000有兩種攝像頭接口：MIPI-CSI和DVP，可以是可見(jiàn)光攝像頭，也可以是紅外攝像頭。

 

MIPI-CSI接入攝像頭：

 

可接入1個(gè)4-lane的攝像頭，這種模式下分辨率可達(dá)1080P@120fps；

 

可接入1個(gè)或2個(gè)2-lane的攝像頭，這種模式下每路圖像的分辨率可達(dá)1080P@60fps；

 

DVP接入攝像頭：

 

接入1路raw8 / 10 / 12 / YUV42。

 

將想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的X2000開(kāi)發(fā)套件

 

Halley5是北京君正為用戶提供的X2000開(kāi)發(fā)套件，包括開(kāi)發(fā)板、開(kāi)源Linux操作系統(tǒng)、燒錄工具和SDK，用于物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件的原型機(jī)開(kāi)發(fā)和演示。Halley5是一個(gè)開(kāi)箱即用的智能硬件解決方案，開(kāi)發(fā)者驗(yàn)證和開(kāi)發(fā)十分方便，同時(shí)可使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備快速、安全地連接至云服務(wù)平臺(tái)和手機(jī)端，縮短開(kāi)發(fā)周期并快速推向市場(chǎng)。

 

Halley5具有豐富的外設(shè)支持，軟硬件設(shè)計(jì)全部開(kāi)源，支持linux系統(tǒng)、Freertos、OpenHarmony，核心模組郵票孔設(shè)計(jì)，便于客戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，廣泛應(yīng)用于人臉識(shí)別、中控面板、可視門鈴、二維碼門禁和氣體檢測(cè)方案。

 

圖：方案框圖

 

X2000 開(kāi)發(fā)套件采用多板層疊結(jié)構(gòu)：包括核心板（Core）+ 底板（Base）+ OLED 擴(kuò)展板+Camera 擴(kuò)展板+ DMIC 板。如上圖所示，核心板主要包含 X2000 處理器+ Wi-Fi/BT 模組 + SPI NAND Flash（256MB），以四面郵票孔形式引出；底板包括電源輸入以及一些外設(shè)的擴(kuò)展接口，調(diào)試接口等。Camera 擴(kuò)展板支持 4 lane/2 lane/1lane 的MIPI 接口和 8 /10 /12 bit DVP 接口的攝像頭。

 

 

圖：君正Halley5開(kāi)發(fā)板系列套件

 

圖：方案特點(diǎn)

 

基于X2000核心板的實(shí)際應(yīng)用案例展示

 

在長(zhǎng)期實(shí)踐中，我愛(ài)方案網(wǎng)在各種物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下積累了豐富的基于X2000核心板的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)與成果。下面以“智能中控平板”為例，講述基于X2000的核心板如何幫助客戶設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)硬件終端產(chǎn)品。該方案操作簡(jiǎn)單，安裝快捷，實(shí)現(xiàn)了與云端SAAS互動(dòng)、語(yǔ)音播報(bào)、無(wú)線呼叫等功能。

 

方案簡(jiǎn)介：智能中控平板基于君正X2000核心板開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，性能強(qiáng)勁，采用7寸觸摸屏，支持多種分辨率。支持POE網(wǎng)絡(luò)和WIFI網(wǎng)絡(luò)，支持多個(gè)輸入輸出接口，支持433通信，支持RFID刷卡。支持語(yǔ)音輸入輸出。支持485通信。

 

方案應(yīng)用場(chǎng)景：智能中控主板可用在KTV、浴足、養(yǎng)老等服務(wù)行業(yè)或者智能家居等物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。它通過(guò)簡(jiǎn)單的人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)流程化的管理，讓管理更高效，讓服務(wù)更貼心，讓智能無(wú)處不在。

 

來(lái)源：我愛(ài)方案網(wǎng)  鏈接：https://www.52solution.com/