[发明专利]一种具有智能加速功能的嵌入式平台

说明书

本发明属于人工智能技术领域，具体涉及一种具有智能加速功能的嵌入式平台，包括通用微处理器CPU相关功能电路、现场可编程门阵列FPGA相关功能电路、以太网交换机功能电路和神经网络处理器NPU功能电路；本发明通过嵌入式CPU+神经网络处理器NPU相结合的设计方案，由嵌入式CPU实现系统高实时性的要求，由神经网络处理器NPU上运行人工智能算法，实现基于视频的目标识别和音频的语音识别等功能，为嵌入式平台赋予人工智能的能力。在保证嵌入式系统实时运行及控制的前提下提升人工智能能力，辅助嵌入式设备实现无人控制、自主决策等的能力。

技术领域

本发明属于人工智能技术领域，具体涉及一种具有智能加速功能的嵌入式平台。

背景技术

传统嵌入式平台下通常包括嵌入式微处理器、运行在微处理器上的嵌入式实时操作系统以及嵌入式通信网络组成。随着电子技术和人工智能技术的不断发展，嵌入式设备上实现基于视频、音频等的人工智能加速需求极为迫切。神经网络处理器NPU及其软硬件生态为人工智能提供了良好运行环境，但该生态是基于Linux操作系统，无法满足嵌入式领域实时控制的要求。

发明内容

有鉴于此，为了给嵌入式系统赋予人工智能能力，并且满足嵌入式系统的实时性等要求，本发明提出了一种具有智能加速功能的嵌入式平台，通过嵌入式CPU+神经网络处理器NPU相结合的设计方案，由嵌入式CPU实现系统高实时性的要求，由神经网络处理器NPU上运行人工智能算法，实现基于视频的目标识别和音频的语音识别等功能，为嵌入式平台赋予人工智能的能力。在保证嵌入式系统实时运行及控制的前提下提升人工智能能力，辅助嵌入式设备实现无人控制、自主决策等的能力。

为了实现上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种具有智能加速功能的嵌入式平台,包括通用微处理器CPU相关功能电路、现场可编程门阵列FPGA相关功能电路、以太网交换机功能电路和神经网络处理器NPU功能电路；

所述通用微处理器CPU相关功能电路连接对外部通信使用的FC光纤网络，用于实现所述嵌入式平台与外部设备之间的控制命令传输；

所述通用微处理器CPU相关功能电路通过以太网交换机与所述神经网络处理器NPU功能电路交互；

现场可编程门阵列FPGA相关功能电路与通用微处理器CPU相关功能电路以及外部设备通信，用于处理外部视频和外部音频；

以太网交换机功能电路用于通用微处理器CPU相关功能电路中的CPU与所述神经网络处理器NPU功能电路的数据交换；

所述神经网络处理器NPU功能电路用于实现：

基于神经网络处理器接收通用微处理器CPU相关功能电路的待加速数据并进行运算加速

和/或

基于神经网络处理器接收通用微处理器CPU相关功能电路的待识别数据并进行智能识别；

其中：所述待识别数据包括图像数据、语音数据和/或语义数据。

进一步的，所述通用微处理器CPU相关功能电路与现场可编程门阵列FPGA相关功能电路之间通过PCIE总线传输数据；通用微处理器CPU相关功能电路通过以太网口连接在以太网交换机上。

进一步的，所述通用微处理器CPU相关功能电路的CPU上运行系统控制软件、数据转换软件及智能加速控制软件；其中系统控制软件通过FC总线接收控制指令，完成智能加速系统的运行模式切换、系统生命消息上报、系统健康监控检测、智能加速任务获取以及智能加速结果反馈；数据转换软件完成FPGA图像数据接收并转发给神经网络处理器NPU功能电路；智能加速控制软件完成神经网络处理器的智能加速控制、运行状态监控以及负载均衡管理功能。