Der RZ/V2M ist das erste Produkt der Serie mit dem DRP-AI (Dynamically Reconfigurable Processor) und soll so Echtzeit-KI-Inferenz bei hoher Energieeffizienz für Embedded-Anwendungen bieten.

Der Mikroprozessor RZ/V2M ermöglicht Echtzeit-KI-Inferenz bei niedrigem Energieverbrauch für Embedded-Anwendungen.

Der Mikroprozessor RZ/V2M ermöglicht Echtzeit-KI-Inferenz bei niedrigem Energieverbrauch für Embedded-Anwendungen. Renesas

Die Nachfrage nach KI-basierter Personen- und Objekterkennung in Echtzeit für Anwendungen wie Überwachungskameras für Industrie und Infrastruktur sowie Produktscanner und Kameras an Kassen wächst rapide. Der für die KI-Verarbeitung erforderliche höhere Stromverbrauch und die damit verbundene höhere Wärmeentwicklung stellen Embedded-Entwickler jedoch vor neue Herausforderungen. Der RZ/V2M nutzt die hohe Energieeffizienz des DRP-AI, um eine Leistungsaufnahme von nur 4 W (typisch) zu realisieren. Kühlkörper und Lüfter sind damit überflüssig, was die Maßnahmen zur Wärmeableitung stark vereinfacht.

Der Prozessor erlaubt damit die Geräteabmessungen zu minimieren und lässt sich in kompakten Systemen einsetzen. Dies erhöht die KI-Integrationsmöglichkeiten in Embedded-Anwendungen und hilft außerdem die Stücklistenkosten (BOM) zu reduzieren.

Zusätzlich verfügt die MPU über einen Bildsignalprozessor (ISP), der pro Sekunde 300 hochauflösende Bilder mit 4K-Pixel verarbeiten kann. Der ISP nutzt eine HDR-Funktion (High Dynamic Range) zur Verarbeitung von Bildern mit großem Hell-Dunkel-Kontrast sowie eine Rauschunterdrückungs- und eine Verzerrungskorrekturfunktion. Dies erhöht die KI-Erkennungsgenauigkeit deutlich, da unabhängig von Faktoren, wie Wetter, Tageszeit und Aufnahmeort, klare Bilder entstehen.

Der für die Bildverarbeitung optimierte KI-Beschleuniger DRP-AI ist eine Weiterentwicklung des im RZ/A2M integrierten DRP IP (Intellectual Property), der Aufgaben wie das Lesen von 2D-Barcodes und Iriserkennung ausführt. Zur Vergrößerung der Verarbeitungsfähigkeiten wird die DRP-Funktion mit einer AI-MAC-Einheit (Multiply/Accumulate) kombiniert, was ihn ideal für Anwendungen macht, die KI-Inferenz nutzen. Die Leistungseffizienz des neuen IP-Kerns bei der KI-Verarbeitung beträgt etwa das Zehnfache des DRP und erreicht die Kategorie von 1 TOPS/W. Da der DRP die Konfiguration seiner Funktionsschaltungen mit jedem Taktzyklus dynamisch ändert, ist der DRP-AI auch in der Lage, die sich ständig weiterentwickelnden KI-Algorithmen zu unterstützen. Renesas plant außerdem mit dem „DRP-AI Translator“ ein Tool für die DRP-AI-basierte Entwicklung anzubieten, das die Implementierung der vom Anwender trainierten KI-Modelle in Embedded-Anwendungen vereinfacht.

Hauptmerkmale des RZ/V2M

Der Baustein enthält zwei ARM-Cortex-A53-Kerne mit einer Taktfrequenz von 1 GHz und erlaubt unter anderem auch die Gesichtserkennung. Er verfügt über einen H.265/H.264-Encoder/Decoder, unterstützt CMOS-Sensorschnittstellen (SLVS-EC und MIPI-CSI), die zwei Kameraeingänge ermöglichen sowie die Displayschnittstellen MIPI-DSI und HDMI. Untergebracht ist der Prozessor in einem 15 mm × 15 mm großen FCBGA-Gehäuse. Muster sind ab sofort für Erstanwender verfügbar, die Großserienfertigung soll im Dezember 2020 anlaufen.