過去数十年で、コンピューティング能力が飛躍的に向上しただけでなく、コンピューティング能力に対する要件も増大しました。メーカー各社は、消費電力を抑えつつ処理能力を高めたデバイスを次々と発売していますが、こうしたデバイスにかかる負担はますます顕著になってきています。
たとえば、つい最近まで480pのビデオが一般に受け入れられていましたが、現在ではモニターが大きくなり、インターネット接続が高速化しているため、ユーザーは4Kのフル解像度のストリーミングがなければ満足しません。
さらに、AIは急速に多くの製品に統合されるようになっています。そして現在、低レイテンシの必要性から、AIはクラウド コンピューティングからエッジ デバイスへと移行しています。現在市場に出回っているシングルボードコンピュータ (SBC) は、5年前には受け入れられるソリューションであったかもしれませんが、もはや消費者の最新の要求を満たすことができません。
ここでArrow Electronicsがこの課題に取り組み、2つの最新製品である AI-ML と Thor96 シングルボード コンピューターのリリースを発表しました。
AI-MLシングルボードコンピュータ
AL-MLは、1.2 GHzで動作するArmのA35クアッドコア64ビット プロセッサを中心とするi.MX 8X SoCを搭載したシングルボード コンピュータです。このSoCには、266 MHzでクロックされるCortex-M4Fが統合されており、メイン プロセッサから独立して実行でき、GPIOアクセスやデジタル信号処理などのリアルタイム タスクを実行できます。注目すべきは、Cortex-M4Fはメイン プロセッサの電源がオフの場合でも実行できることです。これにより、システムは外部GPIOを監視し、その他の必要なルーチン (ウェイクアップや割り込みなど) を実行できるようになります。また、Micron製の2 GB LPDDR RAM Industrial Tempも搭載されています。クアッドコアプロセッサと大容量RAMスペースの組み合わせにより、 AI-ML はほぼすべての顧客要件に対応できるようになります。
AI-ML は、最大4K解像度を30 fpsでH.265デコードできるほか、H.264 1080ビデオを60 fpsでエンコードできます。この優れたグラフィック機能は、4つのシェーダー、16の実行モジュール、OpenGLをサポートするVulkan高性能2D Blitエンジンを含む専用のGC7000 lite GPUによるものです。ビデオをエンコードおよびデコードする機能により、AL-MLは、看板や広告の4Kディスプレイ、機械学習、ドローンのライブ ストリーム画像キャプチャなど、幅広いグラフィカル アプリケーションを実行できます。
接続性に関しては、 AI-ML は、イーサネット ポートと、業界をリードするCypressの802.11ac Wi-Fiおよびデュアル モードBluetoothチップセットを搭載したLaird/LSR 450-0169Cモジュールを統合することで、期待以上の性能を発揮します。もちろん、I/OサポートがなければSBCは完成しませんが、これはAL-MLが優れている点です。高速信号と低速信号用の2つの専用コネクタにより、開発者はUART、SPI、Iなどのさまざまなバスを含む2つのポートを利用できます。 2 C、GPIO、I 2 S、CAN、カメラ、USB。
現在、さまざまなバスが利用できるだけでなく、6つのLEDインジケーターも用意されています。そのうち2つはワイヤレス受信/送信専用で、4つは設計者が制御できる汎用LED専用です。
Thor96シングルボードコンピュータ
の中心には トール96 シングルボードコンピュータは、1.5GHzで動作するArmのA53クアッドコア64ビットプロセッサを搭載したi.MX 8M SoCです。i.MX 8Xと同様に、i.MX 8Mにも266 MHzで動作するCortex-M4Fが統合されており、リアルタイムのデジタル信号処理と、メイン プロセッサの電源がオフになっているときの動作が可能です。Thor96のグラフィック機能もGC7000lite GPUによって強化されていますが、Thor96は60 fpsでH.265 4Kに対応しています。これにより、60 fpsの映像を表示する大型4Kディスプレイを使用するメディア アプリケーションに最適です。
GPUにはOpenGLサポートも含まれており、Vulkan高性能2D Blitエンジンも組み込まれています。同様に AI-ML、 トール96 Micronの2 GB LDDR RAM Industrial Tempが搭載されており、今日の顧客の要求に十分対応できます。
ネットワーキング トール96 イーサネット ポートと、業界をリードするCypressの802.11ac Wi-Fiおよびデュアル モードBluetoothチップセットを搭載したMurata Sterling-LWB5が含まれています。ただし、Thor96で利用できる接続はWi-FiとBluetoothだけではありません。Silicon Labs MGM111 Thread/Zigbeeモジュールにより、接続オプションがさらに拡張されます。Thor96の接続性は AI-ML 2つのコネクタ（1つは高速用、もう1つは低速用）を備え、UART、SPI、I 2 C、GPIO、I 2 S、CAN、USB。ただし、AI-MLとは異なり、Thor96にはデュアルカメラ機能も搭載されています。
Thor96 ビデオ機能を補完するために、複数のマイク アレイとスピーカーへの接続を提供するAnalog Devicesの高性能、低遅延A2B® テクノロジのサポートも含まれています。電源とマルチチャンネル デジタル オーディオの両方を1本のシールドなしツイスト ペア ケーブルで実行することで、設置の重量、コスト、複雑さが軽減されると同時に、高度な音声認識およびアクティブ ノイズ キャンセル アプリケーションが可能になります。
シングルボードコンピュータアプリケーション
強力なクアッドコア、コプロセッサ、大容量のRAMスペース、高い接続性、優れたグラフィック機能により、 AI-ML と Thor96 に適用できるアプリケーションは多岐にわたります。
ビルディング＆ホームオートメーションとのインターフェース
ホームオートメーションは、 AI-ML と Thor96 SBCから大きな恩恵を受ける可能性がある市場です。GPIO機能とワイヤレス接続により、これらのコンピューターは有線とワイヤレスの両方のハードウェアとインターフェイスできます。また、グラフィック機能により、重要な4K解像度を維持しながら、現代の家庭にある最大の画面ともインターフェイスできます。
クアッドコアArmプロセッサのおかげで、AIをこれらのコンピューターに簡単に統合できます。カメラ入力システムと組み合わせることで、オーナーの好みに合わせたパーソナライズされた住宅を実現できます。
ドローン
ドローンや自律走行車は、その小型サイズ、視覚機能、ワイヤレス接続のおかげで、 AI-ML および Thor96 コンピューターの恩恵を受ける分野です。カメラ情報を読み取り、その場でエンコードする機能により、障害物回避のための環境のリアルタイム処理が簡単に可能になり、Cortex-MF4は方向や加速度などのセンサー データの読み取りに使用できます。
低エネルギーアプリケーション
AI-ML と Thor96 は優れたSBC処理機能を提供しますが、一部のアプリケーションでは可能な限り電力を節約する必要がある場合があります。ここで、メインプロセッサが低電力モードの場合でも動作できるため、Cortex-MF4が重要になります。これにより、システムはバックグラウンドでリアルタイム タスクを実行し、適切な条件が満たされたときにシステムを起動できるようになります。このようなシステムは、遠隔地にある低電力アプリケーションに非常に有益です。システムは、ほとんどの時間を環境の監視に費やし、その後起動して視覚処理を必要とするイベントに応答します (遠隔顔認識エントリ システムなど)。
Yocto OS対応
AI-ML ボードと Thor96 ボードはどちらもYocto OSプロジェクトと完全に互換性があります。ほとんどのOSオプションには既成のOSが含まれますが、Yoctoプロジェクトでは、設計者がシステムに最適な独自のLinuxディストリビューションをカスタマイズして構築できます。これにより、不要なソフトウェアを削除することで速度が向上し、プロジェクトごとにカスタム ソリューションが提供され、システムへのエントリ ポイントの数を最小限に抑えることでセキュリティの向上にも役立ちます。オープンソース プロジェクトであるため、開発者にかかるコストは、無料のコミュニティ サポートと、最終製品にOSを統合する機能を利用してOSに費やす時間のみです。
ボードに電力を供給する部品
AI-ML と Thor96 は、次のメーカーによって提供されており、その部品によって次世代のSBCの製造が可能になります。
- アナログ デバイス
- シリコン ラボ
- サイプレス セミコンダクタ
- NXP
- TEコネクティビティ
- AVX
- リテルヒューズ
- マイクロン
シングルボードコンピュータに対するパフォーマンスの期待が高まるにつれ、 AI-ML や Thor96 SBCなどのソリューションは、設計エンジニアがIoTからディスプレイまで、あらゆるものに対してより高品質なソリューションを生み出すのに役立ちます。
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