在嵌入式视觉领域,处理器选型需综合考虑性能、能耗、成本、开发工具以及特定应用需求(如实时性、深度学习等)。以下是一些适用于嵌入式视觉的处理器类型及其典型产品:
1.专用视觉处理器(VPU)
特点:针对视觉任务进行优化,具备低功耗和高能效,适用于边缘计算环境中的图像处理和AI推理。
代表产品:
Intel Movidius Myriad X/Myriad VPU:支持深度学习加速(INT8/FP16),适用于无人机、安防摄像头等低功耗应用(如大疆无人机)。
Google Edge TPU:专为TensorFlow Lite设计,适用于部署轻量级模型(如物体检测、分类)。
Hailo-8:高性能AI加速芯片,适用于自动驾驶、智能摄像头等高吞吐量场景。
2. 嵌入式GPU + CPU异构平台
特点:结合通用计算和并行加速,适用于复杂视觉任务(如深度学习推理)。
代表产品:
NVIDIA Jetson系列:
Jetson Nano:低成本入门级,支持CUDA,适用于轻量级AI视觉(如机器人、无人机)。
Jetson Orin Nano/AGX Orin:高性能,支持多传感器融合,适用于自动驾驶、工业检测。
Jetson Xavier NX:性能与功耗平衡,适用于边缘服务器和实时视觉处理。
AMD/Xilinx Kria SOM:基于FPGA+ARM的异构平台,支持定制化视觉流水线。
3. 嵌入式AI SoC(集成NPU)
特点:集成专用神经网络加速单元(NPU),适用于AI视觉任务。
代表产品:
Rockchip RK3588:集成6 TOPS NPU,支持4K视频编解码,适用于智能NVR、AR/VR设备。
Amlogic A311D:5 TOPS NPU,适用于智能摄像头和边缘计算盒子。
NXP i.MX 8M Plus:集成2.3 TOPS NPU,适用于工业视觉和语音+视觉多模态应用。
4. FPGA(可编程逻辑器件)
特点:可编程逻辑器件,适用于定制化视觉解决方案。
特性:高度灵活,适用于定制化视觉算法(例如,实时图像预处理、低延迟处理)。
典型产品:
Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC
结合ARM CPU与FPGA,适用于工业检测、医疗影像等对实时性要求较高的场合。
Intel (Altera) Cyclone V/10
低功耗设计,适合嵌入式视觉原型开发。
5. 传统MCU/MPU + 加速器
特性:成本效益高,适用于轻量级视觉任务(如二维码识别、基础物体检测)。
典型产品:
Raspberry Pi 4/5 + AI加速棒
树莓派与Google Coral USB加速器或Intel Neural Compute Stick 2搭配,提供低成本解决方案。
STMicroelectronics STM32MP1
ARM Cortex-A7 + M4,适用于需要实时控制的视觉应用(如机械臂)。
Texas Instruments Sitara AM6xA系列
支持双摄像头输入,适用于汽车ADAS和工业视觉系统。
6. 针对特定场景的专用视觉芯片
典型产品:
Sony IMX500/501(智能视觉传感器)
在图像传感器中集成AI处理,以降低数据带宽需求。
Himax WiseEye
超低功耗设计,适用于持续在线的视觉唤醒应用(如智能家居)。
选型建议
1. 低功耗场景(如电池供电设备):优先考虑Myriad X、Edge TPU、Kendryte K210。
2. 高性能AI推理(如自动驾驶):选择Jetson AGX Orin、Hailo-8。
3. 工业实时检测:考虑Xilinx Zynq FPGA、NXP i.MX 8M Plus。
4. 低成本原型开发:使用树莓派+加速棒、Rockchip RK3566。
5. 定制化需求:采用FPGA(如Zynq)或ASIC解决方案。
关键考量因素
算力需求:确保TOPS(INT8/FP16)满足模型推理需求。
功耗限制:考虑是否需要被动散热或电池供电。
接口支持:检查是否支持MIPI-**摄像头接口与视频处理能力**:评估CSI摄像头的接口数量以及其视频编解码功能。
软件兼容性:考虑系统是否兼容TensorFlow、PyTorch、OpenCV等主流工具链。
开发时间考量:FPGA的开发周期较长,而SoC方案则能提供更迅速的开发体验。
在满足特定需求的过程中,通常需在性能、能耗与成本之间实现一个合理的平衡。
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