飛思卡爾i.MX6應(yīng)用處理器助力機(jī)器視覺

為什么i.MX6適合機(jī)器視覺應(yīng)用

　　i.MX6非常突出的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它提供了OpenCL支持，為什么OpenCL對(duì)于機(jī)器視覺如此關(guān)鍵呢?

　　正如上文提到的，機(jī)器視覺系統(tǒng)需要進(jìn)行大量并行的數(shù)據(jù)運(yùn)算，包括圖像校正、圖像灰度化及二值化、圖像分割與裁剪，邊緣檢測(cè)等等。目前許多機(jī)器視覺算法基于開源的OpenCV來實(shí)現(xiàn)OpenCV(Open Source Computer Vision Library)是一個(gè)致力于實(shí)時(shí)處理計(jì)算機(jī)視覺運(yùn)算的開源庫，至今已有超過250萬的用戶。雖然OpenCV的目標(biāo)是能夠?qū)崟r(shí)地處理計(jì)算機(jī)視覺問題，但是大多數(shù)計(jì)算機(jī)視覺的算法太過復(fù)雜，無法在CPU上實(shí)時(shí)執(zhí)行。而計(jì)算機(jī)視覺的大多數(shù)算法具有天生的并行性，因此非常適合在GPU和APU上執(zhí)行并獲得極大的加速。

　　OpenCL正是為滿足這樣的需求而定義的。OpenCL(Open Computing Language)是一個(gè)在異構(gòu)平臺(tái)如CPU和GPU上高效執(zhí)行程序的開源計(jì)算框架，使得GPU可以分擔(dān)CPU的計(jì)算負(fù)荷。

　　i.MX6 擁有強(qiáng)大的GPU運(yùn)算能力，圖3顯示了i.MX6Q的GPU性能，其3D引擎GC2000內(nèi)部包含4個(gè)shader，可提供高達(dá)30GFLOPS的運(yùn)算能力，支持OpenCL 1.1 EP。此外，i.MX6Q還擁有一個(gè)專用的2D引擎(1Gpixel/s)和一個(gè)矢量圖形處理引擎。飛思卡爾還提供完整的OpenCL SDK開發(fā)包。

　　此外，i.MX6的每一個(gè)Cortex-A9內(nèi)核都配備了一個(gè)NEON加速單元，可以為SIMD(單指令多數(shù)據(jù))處理提供額外的運(yùn)算支持。i.MX6Q內(nèi)部還集成了IPU(圖像處理單元)，可以提供豐富的顯示輸入/輸出接口以及圖像處理能力(圖4)。其中攝像頭輸入接口包括20位的并口以及MIPI CSI-2串行接口，每個(gè)MIPI CSI-2都包含4個(gè)lane，接口速度達(dá)800 Mbps/lane。圖像處理功能包括圖像質(zhì)量增強(qiáng)、色彩空間轉(zhuǎn)換，分辨率轉(zhuǎn)換，旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)等。

完善的安全性保護(hù)IP和運(yùn)行安全

　　在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，當(dāng)機(jī)器視覺被應(yīng)用在工廠產(chǎn)線、安保領(lǐng)域或者是各類機(jī)器人上時(shí)，一旦受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，控制權(quán)被奪取的話，產(chǎn)生的后果將是災(zāi)難性的。這就要求機(jī)器視覺必須部署在可靠的硬件執(zhí)行環(huán)境中。

　　i.MX6提供非常完善的安全特性來保證用戶的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和設(shè)備運(yùn)行可靠性。其中包括：

　　(1)可信執(zhí)行環(huán)境：i.MX6內(nèi)建TrustZone安全運(yùn)行環(huán)境，可以將代碼執(zhí)行環(huán)境分割為一般執(zhí)行和安全執(zhí)行兩個(gè)空間，其內(nèi)部的硬件防火墻可以將CPU與外部總線訪問、DMA、以及外設(shè)訪問隔絕。

　　(2)高可靠性啟動(dòng)(HAB)：客戶可以對(duì)其軟件進(jìn)行加密保護(hù)，每次處理器啟動(dòng)的時(shí)候，HAB都會(huì)通過RSA公鑰算法檢查數(shù)字簽名，防止未授權(quán)的軟件執(zhí)行。

　　(3)硬件加密引擎(CAAM)以及隨機(jī)數(shù)生成器(RNG)：支持對(duì)稱加密算法AES-128，AES-256，3DES, ARC4，以及消息摘要算法如 SHA-1，SHA-256，MD-5等。

　　(4)安全存儲(chǔ)區(qū)(Secure RAM)：i.MX6內(nèi)部有16KB 安全RAM，可以存儲(chǔ)敏感的代碼以及數(shù)據(jù)，該RAM區(qū)帶有自清除功能，在受到攻擊時(shí)將自動(dòng)清零。

結(jié)語

　　i.MX6憑借出色的計(jì)算性能、高安全性、廣泛的生態(tài)系統(tǒng)、工業(yè)級(jí)的品質(zhì)以及至少15年的供貨，成為構(gòu)建計(jì)算視覺的極佳平臺(tái)。飛思卡爾正在和i.MX生態(tài)系統(tǒng)中的合作伙伴一起，為迎接基于視覺技術(shù)的人工智能時(shí)代的到來做好準(zhǔn)備。