Estudio de dispositivo de Edge Computing con acelerador hardware de redes neuronales convolucionales basado en arquitectura RISC-V

Abstract

RISC-V es una arquitectura abierta emergente que está cogiendo fuerza para una gran cantidad de aplicaciones de bajo consumo e IoT. Sin embargo, con la estabilización de las extensiones base de la arquitectura, y el comienzo de comercialización de SoCs basados en RISC-V, como el Kendryte K210 (con un precio de 5 dólares), surge la cuestión de si verdaderamente el estándar abierto acaba siendo una facilidad para los desarrolladores de aplicaciones sobre la plataforma. Se han evaluado los entornos de desarrollo, el toolchain, los procesos de depuración relacionados con la placa de desarrollo Sipeed MAIX Go, así como el SDK standalone y el port de Micro Python para el K210. También se ha estudiado el pipeline de entrenamiento para el acelerador de redes neuronales convolucionales del Kendryte K210, con soporte de Tiny YOLO v2.Se ha realizado una aplicación prueba de concepto de IoT EDGE de reconocimiento de objetos basada en IA acelerada por hardware, de bajo coste y consumo energético, con la funcionalidad de cámara de seguridad capaz de distinguir en el propio dispositivo, y no en la nube, si lo que aparece en imagen es una persona o una mascota mediante detección de objetos, para reducir el número de interacciones del usuario de la aplicación. Además, se ha probado la versatilidad de la aplicación con el uso de otro modelo preentrenado para la detección de posicionamiento correcto de mascarillas en transeúntes en el contexto de la pandemia COVID-19. Finalmente, se ha analizado el rendimiento del dispositivo SiPEED Maix Go, y el uso de ancho de banda y consumo en comparación con un dispositivo ya en el mercado.A lo largo del proceso se ha constatado que la documentación para desarrolladores es escasa, los entornos de desarrollo se encuentran en un estado de poca madurez, y los procesos de depuración en ocasiones son inexistentes. Sin embargo, las capacidades de IA, el rendimiento que ofrece, el bajo consumo del dispositivo, y la reducción de uso de ancho de banda pueden resultar en un posible auge del uso de este tipo de dispositivos para IoT, así como el auge del Edge Computing y el AIoT.Este trabajo fue finalmente sometido al congreso internacional DCIS 2020 como un artículo de seis páginas de extensión con título: Developing an AI IoT application with open software on a RISC-V SoC (Anexo A).<br /

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