CEVA 推出新的可配置传感器集线器 DSP 架构

在一个几乎所有东西都设计了多个传感器的世界中，所有数据输入的处理或传感器融合正在成为系统中越来越重要的部分。为了解决这个问题，CEVA 推出了一种名为 SensPro 的高性能传感器集线器 DSP 架构，该架构可配置，结合了针对浮点和整数数据类型的标量和并行处理，以及深度学习和推理。

现代系统中传感器数量和种类的增长，以及它们截然不同的计算需求，是 CEVA 表示开始从头开始设计新架构以应对这一挑战的原因。它将 SensPro 构建为一个可配置的整体架构，能够结合使用标量、矢量处理和 AI 加速处理密集型工作负载，同时利用深度流水线、并行和多任务处理的最新微架构设计技术。

CEVA 人工智能和计算机视觉营销高级总监 Jeff VanWashenova 在向 Embedded.com 解释新产品系列时说：“这是第一个用于多个传感器的传感器集线器，基于成功的技术和我们现有产品组合的优势，例如作为 NeuPro AI 处理器、XM6 视觉处理器和 BX2 标量 DSP。它具有三个核心配置的高度可配置性，并且具有成熟的软件工具集。”他补充说，下一代芯片需要分析数据、融合数据以构建连贯的模型，然后提供情境感知。

SensPro 系列提供专用处理器，以高效处理智能手机、机器人、汽车、AR/VR 耳机、语音助手、智能家居设备以及正在随着工业 4.0 等计划转型的新兴工业和医疗应用中的不同类型的传感器。这些传感器包括摄像头、雷达、激光雷达、飞行时间 (ToF)、麦克风和惯性测量单元 (IMU)，可生成来自成像、声音、RF 和运动的多种数据类型和比特率，可用于创建完整的 3D 上下文感知设备。

Yole Développement (Yole) 传感部门的技术和市场分析师 Dimitrios Damianos 评论道：“智能系统中传感器的数量不断增加，提供了更精确的环境和上下文建模。传感器正变得越来越智能，其目标不是从中获取越来越多的数据，而是获得更高质量的数据，尤其是在环境/环境感知的情况下，例如：使用麦克风、压力、湿度、惯性的组合的环境传感器集线器、温度和气体传感器（智能家居/办公室）以及 ADAS/AV 中的态势感知，其中许多传感器（雷达、激光雷达、摄像头、IMU、超声波等）必须协同工作才能感知周围环境。”

Yole 补充说，挑战在于处理和融合来自不同类型传感器的不同类型的数据。 SensPro 混合使用标量和矢量处理、浮点和定点数学以及先进的微架构，为系统和 SoC 设计人员提供统一的处理器架构，以满足任何上下文感知多传感器设备的需求。

SensPro 架构旨在最大限度地提高复杂多传感器处理用例的每瓦性能，提供高动态范围信号处理、点云创建和深度神经网络所需的高性能单精度和半精度浮点数学的组合（ DNN) 训练，以及语音、成像、DNN 推理处理和同步定位和映射 (SLAM) 所需的大量 8 位和 16 位并行处理能力。 SensPro 整合了 CEVA 广泛使用的 CEVA-BX 标量 DSP，它提供了从单一传感器系统设计到多传感器、情境感知设计的无缝迁移路径。

新的传感器集线器使用高度可配置的 8 路 VLIW 架构，使其能够进行调整以解决广泛的应用。其微架构结合了标量和矢量处理单元，并采用了先进的深度流水线，可在 7nm 工艺节点上实现 1.6GHz 的运行速度。

SensPro 集成了一个 CEVA-BX2 标量处理器，用于控制代码执行，得分为 4.3 CoreMark/MHz。它采用宽 SIMD 可扩展处理器架构进行并行处理，最多可配置为 1024 个 8×8 MAC、256 个 16×16 MAC、专用 8×2 二进制神经网络支持，以及 64 个单精度和 128 个半精度浮点MAC。这使它能够为 8×8 网络推理提供 3 TOPS，为二元神经网络推理提供 20 TOPS，以及为浮点运算提供 400 GFLOPS。 SensPro 的其他关键特性包括提供每秒 400GB 带宽的内存架构、4 路指令缓存、2 路矢量数据缓存、DMA 以及用于从数据事务中卸载 DSP 的队列和缓冲区管理器。

SensPro 附带一套软件和开发工具来加速系统设计，包括 LLVM C/C++ 编译器、基于 Eclipse 的集成开发环境 (IDE)、OpenVX API、OpenCL 软件库、CEVA 深度神经网络 (CDNN) 图编译器、 CEVA-CV 成像功能、CEVA-SLAM 软件开发套件和视觉库、ClearVox 降噪、WhisPro 语音识别、MotionEngine 传感器融合和 SenslinQ 软件框架。

CEVA 告诉我们，传感器集线器架构是从相机视觉处理、AI 处理到去年收购 Hillcrest Labs 进行运动传感的自然发展。然后，它推出了允许内核之间通信的 SenslinQ 硬件 IP 和软件平台。很明显，在其路线图中，它需要将所有东西都放在一个设备中。 SensPro 提供带有设备处理器的独立传感器集线器，将多传感器处理、人工智能和传感器融合统一到一个解决方案中。

VanWashenova 说，第一次使用将用于汽车，CEVA 有一个主要客户。 “但我们还将瞄准许多其他应用，包括驾驶员监控、送货机器人、无人机、AR 和可穿戴设备、监控和家庭娱乐。”

分析师的看法

在 Linley Spring 处理器会议之后的报告中，Mike Demler 表示 Ceva 一直提供可配置和可定制的 DSP，但 SensPro 标志着其早期产品的不同，后者针对单一应用程序，如音频处理或计算机视觉。 “SensPro 解决了两个行业趋势：设备端 AI 和智能机器。就像人类一样，智能机器必须使用多种感官来正确感知环境。一些芯片供应商通过提供强大的基于摄像头的神经网络处理器来瞄准它们，但它们缺乏传感器融合的 DSP 功能。”他补充说，它的三个初始预配置模型适用于众多消费类和工业系统，但当该选项出现在未来版本中时，被许可方将很高兴能够定制他们的设计。