Versal AI 邊緣系列
體驗適用於新一代分散式智慧型系統（運用適用於感測器融合之可程式化邏輯、適用於 AI 推論運算之 AI 引擎及適用於即時控制之處理系統的單一異構平台）之全球最具擴充性且最能自行調適的產品組合。
產品優勢
Versal AI 邊緣系列可在自動駕駛、預測工廠與醫療保健系統的智慧功能、航太與國防領域的多任務酬載，以及各式各樣的其他應用中，提供高效能、低延遲的 AI 推論功能。Versal AI 邊緣系列不僅是 AI，還能加速從感測器到 AI 再到即時控制的整個應用程式，同時符合 ISO 26262 及 IEC 61508 等重要安全與安全性規範。Versal AI 邊緣系列是自適應運算加速平台，可讓開發人員快速發展感測器融合與 AI 演算法，並將這項可擴充的裝置組合用於從邊緣到端點的多種效能與功率設定檔。
主要功能
- 處理系統
- 可程式化邏輯
- AI 引擎與 DSP 引擎
- 安全與安全性功能
- 加速器 RAM
- 可程式化 I/O
處理系統
處理系統提供省電的嵌入式運算功能，以及即時系統所需的安全與安全性。雙核心 Arm® Cortex®-A72 應用處理器非常適合用於執行 Linux 級應用程式，而雙核心 Arm Cortex-R5F 即時處理器則執行安全關鍵程式碼，以達到最高等級的功能安全 (車輛安全完整性等級 (Automotive Safety Integrity Level, ASIL) 和安全完整性等級 (Safety Integrity Level, SIL))。平台管理控制器 (Platform Management Controller, PMC) 是以三重備援處理器為基礎，可管理跨平台開機、進階電源與散熱管理、安全性、安全與可靠性等裝置作業。
可程式化邏輯
Versal 架構彈性的核心在於可程式化邏輯，它能支援整合任何感測器，連接任何介面，並能靈活處理任何工作負載。可程式化邏輯兼具並行性與確定性，能夠實作並適應感測器融合演算法，加速整個管道的資料前與後處理，導入決定性網路與馬達控制功能以進行即時回應，隔離安全關鍵功能以進行防故障作業，並允許硬體備援與容錯回復。
AI 引擎與 DSP 引擎
AI 引擎和數位訊號處理 (Digital Signal Processing, DSP) 引擎均支援邊緣應用中常見的多種工作負載，包括 AI 推論、影像處理和動作控制。AI 引擎是以可擴充的向量處理器陣列和分散式記憶體為基礎的突破性架構，提供突破性的每瓦 AI 效能。DSP 引擎是以前一代 Zynq™ 自適應晶片上系統 (System-on-Chip, SoC) 中經實證的分割架構為基礎，現在更搭載整合式浮點支援，是無線與影像訊號處理、資料分析、動作控制等作業的理想選擇。
安全與安全性功能
Versal 自適應 SoC 是為了符合工業與汽車應用中最嚴格的安全要求而徹底從頭打造，包括 ISO 26262 及 IEC 61508 安全規範，以及 IEC 62443 安全性規範。Versal 架構採用分區設計，在每個網域中設有安全功能，且具有全域資源以監控並排除常見原因造成的故障狀況。相較於前一代自適應 SoC，全新安全性功能包括頻寬更高的 AES 和 SHA 加密/解密及故障偵測等，加強針對複製、IP 竊盜和網路攻擊的防護功能。
加速器 RAM
加速器 RAM 配備 4 MB 晶片上記憶體。所有運算引擎都可以存取記憶體區塊，讓系統不再需要到外部記憶體存取 AI 推論等關鍵運算功能。這能進一步強化 Versal 架構的彈性記憶體階層，並提升每瓦 AI 效能。加速器 RAM 也很適合存放超出即時處理器晶片上記憶體 (On-Chip Memory, OCM) 容量的安全關鍵程式碼，因此更能符合 ASIL-C 和 ASIL-D 要求。
可程式化 I/O
Versal 自適應 SoC 的可程式化 I/O 可連接任何感測器或介面，並具備可依未來介面需求擴充的能力。設計師可以為感測器、記憶體或網路連線配置相同的 I/O，並視需要規劃裝置腳位預算。不同的 I/O 類型可為舊有標準與新一代標準提供多種速度與電壓，例如可實現伺服器級記憶體介面的 3.2 Gb/s 雙倍資料速率 (Double Data Rate, DDR)、可提供每腳位最高記憶體頻寬的 4.2 Gb/s LPDDR4x，以及可處理高達 800 萬像素感應器的原生 MIPI 支援及其他規格，這對於第 2 級 ADAS 或更高級別來說相當重要。
Versal AI 邊緣系列產品簡介
Versal AI 邊緣系列可為採用 AI 技術之高要求即時嵌入式系統提供擴充性、效能、彈性、可靠性、安全性和長效生命週期。
應用與產業
ADAS 與自動駕駛
對於以汽車工程師學會 (Society of Automotive Engineers, SAE) 第 3 級及更高級別為目標的汽車 1 級供應商與原始裝置製造商 (Original Equipment Manufacturer, OEM) 而言，AI 運算效能是一項關鍵要求，此外還要符合嚴格的散熱、可靠性、安全性及安全要求。Versal AI 邊緣系列的架構設計，就是為了在功率與散熱受限的系統中提供最高的 AI 每瓦效能。Versal AI 邊緣自適應 SoC 是異構運算平台，能根據車輛各處的工作負載來搭配合適的處理引擎：雷達、光學雷達 (Light Detection And Ranging, LiDAR)、紅外線、GPS 和視覺感測器所需之任何組合用的客製 I/O；用於感測器融合與預處理的自行調適引擎；用於推論與感知處理的 AI 引擎；以及用於安全關鍵決策的純量引擎。Versal AI 邊緣自適應 SoC 屬於 AMD 符合車用規格 (automotive-qualified, XA) 產品組合，其架構設計符合嚴格的 ISO 26262 要求。
協作機器人
機器人能將精準控制、決定性通訊、機器視覺、回應式 AI、網路安全及功能安全整合至單一「多個系統的系統」。Versal AI 邊緣自適應 SoC 提供單一異構裝置以融合異構感測器來實現機器人感知、對可擴充軸數進行精準及決定性控制、隔離關鍵安全功能、加速動作規劃，以及提供能為動態、內容式執行增強安全控制的 AI 功能，讓使用者可採取模組化且可擴充的方式來管理機器人。Versal AI 邊緣系列也能利用機器學習來加速即時分析，以支援預測性維護，並透過網路安全無虞的 (IEC 62443) 網路連線，提供可據以行動的見解。
無人飛行載具與多任務酬載
Versal AI 邊緣系列已針對在要求最嚴苛的環境中提供即時高效能的應用進行最佳化，例如多任務無人機及無人飛行載具 (Unmanned Aerial Vehicle, UAV)。單一 Versal AI 邊緣裝置可支援多種輸入，包括通訊資料連結、導航、目標追蹤雷達和敵我識別 (Identification Friend or Foe, IFF)，以及執行視覺偵察作業的電子光學感測器。異構引擎會彙總並預先處理傳入的資料和感測器輸入，執行波形處理和訊號調節，最後執行低延遲 AI 來追蹤目標並最佳化飛行路徑及感知無線電頻率 (Radio Frequency, RF)，以識別敵對訊號或通道攻擊。Versal AI 邊緣系列同時提供多任務感知 UAV 所需的智慧功能與低尺寸、重量與功耗 (Size, Weight, and Power, SWaP) 特性。
超音波成像
需求越來越著重在讓醫療裝置體積縮小、便於攜帶且以電池驅動，並以更多的照護點應用為目標，同時又不犧牲病患安全，並且仍須符合法規要求。Versal AI 邊緣系列可加速平行波束成型與即時影像處理，以產生更高品質的影像和分析資料，但其能效又能支援電池供電可攜式超音波儀器的長時間運作。Versal AI 邊緣系列是異構運算平台，可在管線中實作所有各式各樣的結構。自行調適引擎會執行擷取功能，包括控制類比前端。AI 引擎可加速進階成像技術及機器學習功能，以協助診斷和提升效率。Arm® 子系統搭載著 Linux 級作業系統 (Operating System, OS)，可為整個資料管線協調、更新及提供基礎架構。Versal AI 邊緣系列提供絕佳的擴充能力，讓您能從可攜式擴充至桌上型裝置，再到推車式超音波解決方案。瞭解更多
AMD Embedded+ 架構
AMD Embedded+ 架構解決方案將 AMD Ryzen™ 嵌入式處理器與 AMD Versal™ 自適應 SoC 結合為單一主機板，提供整合式、可擴充且省電的解決方案，可透過 ODM 生態系統中的產品來加速上市時間。Embedded+ 是專為在工業與醫療用電腦中進行感測器融合、AI 推論、工業網路、控制及視覺化而設計。
產品規格
AI 引擎 TOPs
| VE2002 | VE2102 | VE2202 | VE2302 | VE1752 | VE2602 | VE2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| INT8 最大稀疏性 | 11 | 16 | 32 | 45 | - | 202 | 405 |
| INT8 密集 | 5 | 8 | 16 | 23 | 101 | 101 | 202 |
| BFLOAT16 | 3 | 4 | 8 | 11 | - | 51 | 101 |
處理系統規格
| VE2002 | VE2102 | VE2202 | VE2302 | VE1752 | VE2602 | VE2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 應用處理單元 | 雙核心 Arm® Cortex®-A72，48 KB/32 KB L1 快取記憶體搭配奇偶校驗及 ECC；1 MB L2 快取記憶體搭配 ECC | ||||||
| 即時處理單元 | 雙核心 Arm Cortex-R5F，32 KB/32 KB L1 快取記憶體及 256 KB TCM 搭配 ECC | ||||||
| 記憶體 | 256 KB 晶片上記憶體搭配 ECC | ||||||
| 連線 | 乙太網路 (x2)；UART (x2)；CAN-FD (x2)；USB 2.0 (x1)；SPI (x2)；I2C (x2) | ||||||
AI 引擎與 DSP 引擎規格
| VE2002 | VE2102 | VE2202 | VE2302 | VE1752 | VE2602 | VE2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AI 引擎 - ML | 8 | 12 | 24 | 34 | 0 | 152 | 304 |
| AI 引擎 | 0 | 0 | 0 | 0 | 304 | 0 | 0 |
| DSP 引擎 | 90 | 176 | 324 | 464 | 1,312 | 984 | 1,312 |
可程式化邏輯規格
| VE2002 | VE2102 | VE2202 | VE2302 | VE1752 | VE2602 | VE2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 系統邏輯單元 (K) | 44 | 80 | 230 | 329 | 981 | 820 | 1,139 |
| LUT | 20,000 | 36,608 | 105,000 | 150,272 | 448,512 | 375,000 | 520,704 |
基礎平台規格
| VE2002 | VE2102 | VE2202 | VE2302 | VE1752 | VE2602 | VE2802 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 加速器 RAM (Mb) | 32 | 32 | 32 | 32 | 0 | 0 | 0 |
| 總記憶體 (Mb) | 46 | 54 | 86 | 103 | 253 | 243 | 263 |
| NoC 主要/NoC 從屬連接埠 | 2 | 2 | 5 | 5 | 21 | 21 | 21 |
| PCIe® 搭配 DMA (CPM) | - | - | - | - | 1 個 Gen4x16 |
1 個 Gen4x16 |
1 個 Gen4x16 |
| PCI Express® | - | - | 1 個 Gen4x8 | 1 個 Gen4x8 | 4x Gen4x8 |
4 個 Gen4x8 | 4 個 Gen4x8 |
| 40 G 多速率乙太網路 MAC | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 |
| 視訊解碼器引擎 (VDE) | - | - | - | - | - | 2 | 4 |
| GTY 收發器 | 0 | 0 | 0 | 0 | 44 | 0 | 0 |
| GTYP 收發器 | 0 | 0 | 8 | 8 | 0 | 32 | 32 |
適用於所有開發人員
AMD 提供領先業界的軟體開發環境，可使用自適應 SoC 和現場可程式化閘陣列 (Field Programmable Gate Array, FPGA) 進行設計，包括工具（編譯器、模擬器等）、IP 和解決方案。
此環境可縮短開發時間，同時讓開發人員達成高每瓦效能的目標。這些工具讓 AI 科學家、應用程式與演算法工程師、嵌入式軟體開發人員，以及傳統硬體開發人員等各種開發人員，都能使用 AMD 自適應運算解決方案。
現在開始
利用套件所提供的經實證的硬體、軟體支援、工具、設計範例及文件，快速展開設計週期並快速上市。
使用 Versal AI 邊緣系列 VEK280 評估套件著手開發
立即使用含 VE2802 晶片的 VEK280 評估套件，著手評估 Versal AI 邊緣系列的功能。此平台運用晶片上的 AI 引擎並針對機器學習 (Machine Learning, ML) 推論進行最佳化，非常適合用於開發運算密集、對功率敏感的 ML 應用程式。
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