安霸Ambarella CV系列芯片
安霸Ambarella CV系列芯片
關于Ambarella(安霸半導體)
Ambarella 的產品廣泛應用于人類和計算機視覺領域,包括視頻安防、高級駕駛輔助系統(ADAS)、電子后視鏡、行車記錄儀、駕駛員及艙內智能監控、汽車無人駕駛和機器人應用等。Ambarella 的低功耗處理器可用于智能攝像機設計,支持超高清圖像處理、視頻壓縮、深度神經網絡加速,可從高分辨率視頻中提取有價值的數據。
安霸:CVflow? AI 視覺芯片
應用領域:高級駕駛輔助系統(ADAS)、電子后視鏡 (CMS)、行車記錄儀、智能座艙、ADB、汽車無人駕駛等。
創新點及優勢:
技術亮點:
l 2017年以來推出一系列 AI視覺芯片 CV2,CV22,CV25,CV28,CV2FS,CV22FS 等,均采用10nm制程,且都已量產。單芯片CVflow算力可達16T。
l 安霸CV系列芯片包含寬溫、AEC-Q100 Grade2 及ASIL等級,符合中國市場需要。
l 2021年1月推出的旗艦產品, 5 nm制程的 CV5 ,再次見證了安霸在人工智能芯片領域的投入和領導地位。今年還將推出更先進、更高算力的AI視覺芯片。
獨特優勢:
l 芯片內置高畫質的ISP + 性能領先的深度學習加速 + 高效率的視頻編碼,均是安霸自有IP
l 量產經驗豐富:源自多年算法研究、SoC 芯片設計、系統軟件開發和項目量產經驗積累
l 全套硬件加速,硬件模塊各司其職高效率運作
l 支持所有主流CMOS圖像傳感器,復雜光線場景下看得更清、看得更遠
l 系統包含錯誤和異常檢驗,匯報和容錯處理,穩定可靠
l 超低功耗
CV2的模塊示意圖
推出5nm制成芯片CV5
Ambarella(下稱”安霸半導體”,納斯達克代碼:AMBA,專注人工智能視覺的一家半導體公司)宣布推出 CVflow?系列最新芯片 CV5,該款人工智能視覺處理器可支持 8K 視頻錄制或 4 路獨立圖像輸入的 4K 視頻流錄制。新 SoC 芯片 CV5 將推動智能汽車攝像系統、消費級無人機、運動相機和 360°全景相機,以及機器人視覺系統的進一步發展。安霸半導體 CVflow AI 引擎與雙核 Arm?A76處理器的完美集成為各種主流人工智能算法提供卓越性能。CV5 擁有高性能圖像信號處理器(ISP),可為視頻編碼優化以提高人眼觀感,同時為機器視覺算法優化以提升準確度。CV5 采用 5 納米先進制程,拍攝 8Kp30 視頻所需功耗低于 2 瓦。
安霸半導體首席執行官 Fermi Wang 表示:“CV5 的問世讓安霸半導體可為下一代智能汽車、消費類相機和機器人視覺提供全新革命性解決方案。將性能卓越的 CVflow AI 引擎與 8K 視頻錄制和多路 4K 視頻流錄制集于一身,讓攝像機擁有優秀的圖像處理和新穎的人工智能。”
對于 Ambarella 公司來說,CV5 本身也是一次重大的飛越。作為迄今為止性能最強的 ISP 迭代,其支持 8K 60fps 視頻錄制、或四路獨立的 4K視頻流,輔以強大的 AI 新功能、全新的 CPU 內核,且 5nm 制程節點帶來了極高的能效比。
與智能機上的芯片組不同,CV5 在攝像頭操作和 AI 視覺處理任務上有著特殊的優化。多年來,Ambarella 一直致力于改進自家專有的圖像信號處理器(ISP),可將原始圖像作為輸入數據,然后處理成可滿足各種客戶需求的視頻流。
CV5 在原始圖像處理性能上得到了進一步加強,支持大量物理相機傳感器接口,可同時支持多達 14 個傳感器。顯然,這樣的特性并非主打消費級市場,而是更加側重于近年來快速發展的車載智能領域。
據悉,新款 ISP 和視頻編碼器支持高達 8K 60fps 的數據流,并可重新配置整體的處理和編碼能力,以靈活應對各種視頻流、分辨率和幀速率的需求。
CV5 處理器的設計,與其前身非常相似。不過單線程和通用計算性能的大幅提升,得益于從四核 Cortex-A53 升級為 1.6GHz 的雙核 Cortex-A76 。
同時該 SoC 考慮到了與外圍設備連接所需的各種輸入 / 輸出接口,比如提供了對現有的 LPDDR4X / 新一代 LPDDR5 內存的支持。
在汽車視頻流遠程處理應用中,CV5 可支持多路視頻流編碼,涵蓋前置 ADAS、駕駛員監控、車艙監控及側視攝像頭。借助于 CVflow 人工智能引擎,CV5 可同時運行高級駕駛員輔助系統(ADAS)算法(如車道偏離、前方碰撞預警)以及駕駛員監控算法(如駕駛員疲勞駕駛檢測)等。多路高分辨率視頻捕捉與先進的人工智能處理的完美結合,可支持 ADAS 攝像頭在遠距離以更高精度識別目標物體。
對于那些盈手可握的超低功耗運動相機,尤其是要支持 8K 視頻高幀率錄制和回放、360 度全景和 VR 的視頻設備來說,CV5 是非常理想的解決方案。
在消費級機器人和無人機應用中,CV5 的 CVflow 人工智能引擎可加速 SLAM 運算、實現路徑規劃、障礙檢測、避障,自主定位導航等全自動運作。具體到無人機航拍,CV5 在執行飛行控制和導航功能的同時,可實現錄制高達 8Kp60 的視頻。
CV5與安霸半導體其它 CVflow 系列芯片共享同一套 SDK 和計算機視覺算法優化(CV)工具,簡化了各個價格區間和不同性能選項的相機開發流程。一套完整的機器視覺工具包括了編譯器、調試器,并支持行業標準的 PyTorch™、ONNX™、Caffe™ 和 TensorFlow™ 等機器學習框架,以及卷積神經網絡(CNN)性能優化完全指南,可幫助客戶將自己的神經網絡快速移植到 CV5 上。
除了ISP部分,新的 HDR 功能,其有助于極大地改善動態捕捉的范圍,這對消費類設備和車載平臺都至關重要。
Ambarella 表示正在與所有傳感器制造商緊密合作,以確保 ISP 能夠為即將推出的新型傳感器技術(比如交錯式 HDR 等功能)提供及時的支持。
視頻編碼方面,CV5 缺乏了對 AV1 開源編碼的支持,僅限于 H.264 和 H.265 / HEVC,但這對于一款視覺 AI 處理器來說影響不大。
除了強悍的性能和規格列表,低功耗也是相當重要的一個因素。Ambarella 表示,CV5 能夠將 8K 30fps 視頻錄制的能耗控制在 2W 以下,以及將 8K 60fps 錄制能耗控制在 5W 以下。
AnandTech 指出,除了 SoC 架構和專有 IP 模塊,Ambarella 借助三星5LPE 工藝實現了這一驚人的能效比,較上一代 10nm SoC 功耗降低多達 30% 。
CV5芯片關鍵特征:
支持 DNN 的 CVflow架構
雙核 1.6GHz Arm?Cortex?-A76 附帶 NEON™DSP擴展和 FPU
高速 SLVS-EC, MIPI-CSI (C/D PHY)接口,可接入多達 14 個攝像頭
多通道 ISP,處理能力高達 8KP60
原生支持 RGGB、RCCB、RCCC、RGB-IR 和單色傳感器
多重曝光高動態范圍(HDR)處理
實時硬件加速的魚眼鏡頭畸變校正(LDC)
支持多碼流,高達 8Kp60 的 AVC 和 HEVC 編碼
多種外設接口,包括 4 通道 PCIe、CAN FD、千兆網口、USB 3.1(主/從模式),三個 SD 卡控制器,MIPI DSI/CSI-2 和 HDMI 輸出
支持高達 32GB 的 LPDDR4x / LPDDR5 / LPDDR5x, 64 位數據總線
可實現設備信息安全包括安全啟動,支持 TrustZone?、TRNG、OTP、內存隔離,內存加密和虛擬化
5nm 制程
16×16 FBGA 封裝,球間距 0.5 mm
參考鏈接:
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1688657800892445011&wfr=spider&for=pc
http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic522864.html
https://auto.gasgoo.com/news/202106/3I70257666C106.shtml
https://www.leiphone.com/category/transportation/YXBh8KRx2FSPsVch.html
人工智能芯片與自動駕駛
總結
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