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在树莓派Pico、RP2040和未来RPi mcu上进行的机器学习

一直以来,树莓派 Pico 尽管配备了 RP2040 芯片,但该芯片还是缺乏为其应用程序实现机器学习推理的性能。但最近,通过 ArduCAM 和 TensorFlow lite 接口看到了一个人员检测的案虽然用例的处理性能较慢,但还是可用的。此外,树莓派基金会的首席执行官Eben Upton在最近的一次介绍中也透露,由于低功耗要求,该板增加了处理效率。因此,它可以提供低性能的边缘推理和机器学习用例。

RP2040开发板的功能图

Eben Upton 关于机器学习改进和“Pi Silicon”未来范围的预告则揭示了边缘推理应用程序的潜在增长和发展。而人们对 RP2040 板的需求则导致市场需要更多的开发板。只有当市场上有更多带有 RP2040 芯片的板卡可供使用时,才能满足这一需求。而很多公司(如 Adafruit、Pimoroni、和 Sparkfun)虽然已经开始发布了自己的硬件,但其中许多硬件并不具有 Pico 上有的功能。

RP2040 SoC 之所以能用最低功耗实现机器学习推理的最高性能,这是由于其高能效的双 Arm Cortex-M0+ 内核以相对较高的 133 MHz 频率工作。因此,有一些第三方的树莓派 RP2040 板可以专用于机器学习(ML,即Machine learning)的应用程序。其中一些如下:

用于机器学习推理的Arduino Nano RP2040连接板

Arduino Nano RP2040 连接就是这样一种能用于机器学习的开发板,它带有 9 轴 IMU、麦克风和 STMicro MEMS 传感器。这些功能可以用于进行边缘推理建模的数据收集。此外,该连接板还包括 16MB 外部 SPI 闪存、用于灵活连接的 u-blox NINA WiFi 和蓝牙模块。“这些可以让用户利用由 Raspberry 芯片驱动硬件的开发连接产品。它具有高效性能的可靠无线电模块,也可以用 Arduino 创建物联网云。”

Arduino Nano RP2040连接板

SparkFun的MicroMod RP2040处理器

SparkFun 则推出了一个MicroMod RP2040 处理器类似于它其他的处理器卡,可以与不同 SparkFun 载体板兼容。因此,根据用户的应用,MicroMod RP2040 卡可以作为各种载板的动态插件。具体来说,RP2040 卡将非常适合机器学习载板,因为它具有机器学习的功能。有关更多信息,你们可以访问有关SparkFun 处理器卡和载板的详细文章。

RP2040 微型模组

Arducam Pico4ML:新的ArduinoML TensorFlow Lite板 

此外,Arducam公司(南京艾缔开姆电子科技有限公司)专门将其 RP2040 板命名为 Arducam Pico4ML。该板在单个平台上随附所有微控制器机器学习框架(Tensorflow Lite Micro)的用例。Arducam公司表示:“由于 RP2040 SoC 是基于高时钟的双 Cortex-M0+,所以它也是端点 AI。或者更具体地说是一个非常好的 TinyML 平台。”而新的 ArduinoML TensorFlow Lite 板则具有以下功能:

Arducam Pico4ML

然而,正如前我前面所说的,使用 Arducam 和 TensorFlow lite 与 树莓派 Pico 进行人员检测速度会非常慢。因此,机器学习用例能否在 Arducam Pico4ML 上高效执行仍然是一个难题。

目前该开发板已经发布了,Arducam Pico4ML板售价是49.99美元,携带蓝牙的模块售价54.99美元不过需要注意的是,这两种开发板的存货都不是很多,而且因为COVID-19 的影响,该公司产品的交付时间也不确定。

相关视频链接:https://www.youtube.com/watch?v=yK1eu9uQaBs

在谈到树莓派Pico在机器学习方面的一些缺点时,Eben Upton演讲也说明了树莓派的计划。即他们会致力于现有RP2040芯片的研究,从而提高其机器学习的边缘计算能力。他们组织的目标就是为低功耗机器学习、推理和边缘计算构建轻量级设备端的 AI 加速器。

本文资料来源于Tom’s Hardware

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