1、嵌入式人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用馮一龍殷建立摘  要：嵌入式人工智能技術(shù)在相關(guān)設(shè)備的使用者操作習(xí)慣記錄、控制指令的響應(yīng)速度提升等多個(gè)方面有重要的意義，所以該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前行業(yè)內(nèi)的研究重點(diǎn)。本文探索了嵌入式人工智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)方法，通過(guò)對(duì)詳細(xì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的研究和了解，分析了這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，讓人工智能技術(shù)能夠獲得更好的應(yīng)用水平。關(guān)鍵詞：嵌入式人工智能技術(shù) 技術(shù)開(kāi)發(fā) 技術(shù)使用中圖分類號(hào)：TP393              

2、   文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A            文章編號(hào)：1674-098X202102a-0139-02嵌入式人工智能技術(shù)依托于硬件設(shè)備，通過(guò)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，從而讓所有的硬件設(shè)施能夠協(xié)同運(yùn)行，讓這一系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量獲得大幅度的提高。就實(shí)際作用效果上來(lái)看，當(dāng)前大量的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)這一新型技術(shù)，并且取得了較好的應(yīng)用水平，今后要對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，分析該項(xiàng)技術(shù)的作用質(zhì)量。1 嵌入式人工智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)1.1處理系統(tǒng)架構(gòu)處理系統(tǒng)的框架

3、確定過(guò)程，通常需要以專業(yè)類型的芯片作為內(nèi)核的整體架構(gòu)思想，從而讓這一系統(tǒng)能夠保持運(yùn)行的穩(wěn)定。通常情況下，會(huì)選用異構(gòu)多核架構(gòu)模式，既能夠在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生更少的消耗和占據(jù)更少的物理空間，也能夠充分提高處理器的運(yùn)行性能。在目前的行業(yè)開(kāi)展中，已經(jīng)開(kāi)始大量使用這一設(shè)計(jì)理念，用異構(gòu)多核處理系統(tǒng)完成整體加工工作。比方高性能ARM核芯片等，就是采用這一多核處理架構(gòu)提高了整個(gè)系統(tǒng)的工作性能。1.2GPU嵌入GPU的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類圖片和圖像信息的渲染以及處理，可以說(shuō)，當(dāng)GPU功能較差或者存在缺陷時(shí)，并不能夠發(fā)揮圖片顯示硬件設(shè)施的功能潛能，所以要對(duì)這批芯片進(jìn)行合理加工。當(dāng)前的GPU設(shè)計(jì)過(guò)程，要能夠?qū)Ω黝愋畔⒓铀?/p>

4、計(jì)算，以提高整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度，同時(shí)讓該芯片能夠更好地完成各類數(shù)據(jù)的處理任務(wù)。當(dāng)前常用的設(shè)計(jì)思路是，在邊緣計(jì)算的環(huán)境下，讓GPU的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有參數(shù)的加速處理，到達(dá)這一目的有兩種思路，一種是堆核處理方法，另一種是大核處理方法，前者的代表是ARM芯片，后者的代表是高通公司生產(chǎn)的芯片。1.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)事實(shí)上是整個(gè)人工智能技術(shù)中最核心的技術(shù)體系，這一方法顛覆了傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)施的建設(shè)框架，實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)以及數(shù)據(jù)的自主革新。在系統(tǒng)的具體運(yùn)行過(guò)程中，采用的架構(gòu)方法是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)并行計(jì)算理念，這一方法會(huì)把獲取的所有操作指令和信息使用到后續(xù)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程，并且通過(guò)對(duì)其余參數(shù)的獲取和整理實(shí)現(xiàn)

5、深度計(jì)算【1】。當(dāng)前這一架構(gòu)形式已經(jīng)在多種處理器中取得了應(yīng)用，比方華為公司的麒麟芯片系列、高通公司的芯片系列、寒武紀(jì)公司的芯片等，都開(kāi)始采用這一技術(shù)詳細(xì)記錄所有的數(shù)據(jù)。1.4數(shù)字信號(hào)處理DSP作為數(shù)字信號(hào)處理裝置，其運(yùn)行過(guò)程中會(huì)把所有的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到專業(yè)的處理模塊內(nèi)，并且由于其中含有的硬件數(shù)據(jù)處理器、相關(guān)的信號(hào)處理單元可以協(xié)同運(yùn)行，所以會(huì)把所有的數(shù)據(jù)以專業(yè)控制模塊的方式處理，最終做好數(shù)據(jù)的核算和管理工作。DSP信號(hào)處理裝置的使用過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有數(shù)據(jù)的加速計(jì)算工作，并在此根底上讓該系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量獲得提高，當(dāng)前的DSP經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)發(fā)和開(kāi)展已經(jīng)經(jīng)過(guò)了升級(jí)，具有更高的集成度。1.5其余配置設(shè)計(jì)其余

6、配件的設(shè)計(jì)最核心的有兩類，一個(gè)是芯片內(nèi)核加速單元，另一個(gè)是類人腦單元。前者當(dāng)前多采用多數(shù)據(jù)流技術(shù)，把獲取的多媒體信號(hào)和其余類型的信號(hào)加工處理，并給出經(jīng)過(guò)處理后的獲取控制指令。在前端部署方案的構(gòu)造過(guò)程，通常采用這一處理方式，借助卷積運(yùn)算體系，對(duì)所有的計(jì)算過(guò)程加速。在后者的設(shè)計(jì)過(guò)程，當(dāng)前主要采用的方式是模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建成的芯片系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理功能中含有大量的神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)突觸，其可以廣泛地獲取數(shù)據(jù)，并強(qiáng)化數(shù)據(jù)的處理水平，發(fā)揮了類似于人腦的功能。2 嵌入式人工智能技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和使用2.1硬件平臺(tái)搭建硬件平臺(tái)的搭建過(guò)程，上文中已經(jīng)選擇了所有設(shè)備的具體參數(shù)，而且已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了滿足這些功能的所有硬件

7、設(shè)備【2】。在系統(tǒng)的搭建過(guò)程，首先按照已經(jīng)建設(shè)的方案以及整體架構(gòu)，完成硬件設(shè)備的選擇，詳細(xì)選擇之后要檢查架構(gòu)質(zhì)量，確定某一批次的產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求，可把其安裝到設(shè)計(jì)的硬件內(nèi)，從而讓硬件平臺(tái)的搭建水平大幅度提高。其次是輔助設(shè)施的構(gòu)造，建設(shè)過(guò)程要分析所有硬件設(shè)備的具體運(yùn)行情況，并且對(duì)電路板中的通路以及通電系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)，并把其構(gòu)筑到同一個(gè)芯片架構(gòu)內(nèi)部，防止芯片的生產(chǎn)之后發(fā)現(xiàn)存在通信通道的斷路問(wèn)題或短路問(wèn)題，這就要求加工企業(yè)以及代工廠具有專業(yè)的運(yùn)營(yíng)資質(zhì)，以提高對(duì)于某批次芯片的生產(chǎn)質(zhì)量。最后是質(zhì)檢工作的踐行，要求專業(yè)的質(zhì)檢人員和質(zhì)檢部門(mén)做好對(duì)于這一設(shè)備的全面保護(hù)和檢查工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某零件的質(zhì)量和實(shí)際要求

8、不符，或者零件的損壞率高出標(biāo)準(zhǔn)值，那么需要深度分析該批次芯片生產(chǎn)過(guò)程中存在的缺陷。2.2功能算法設(shè)計(jì)2.2.1特征值獲取特征值獲取是軟件系統(tǒng)的最根底性功能，在邊緣特征的提取方法中，設(shè)計(jì)思路是把環(huán)境的數(shù)據(jù)壓縮到感知理論體系內(nèi)，并且基于深度學(xué)習(xí)理念，從獲取的數(shù)據(jù)中提取特征值。這兩種方法都能夠在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中獲取相關(guān)參數(shù)，并且把這類參數(shù)輸入到后續(xù)的分析模塊內(nèi)，這一工作模式可以把已經(jīng)生產(chǎn)的芯片和需要開(kāi)發(fā)的嵌入性功能進(jìn)行對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)算精度和速度的雙方面兼顧，最終讓設(shè)計(jì)的芯片運(yùn)行質(zhì)量獲得大幅度的提高，以滿足對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理要求。2.2.2計(jì)算速度提高計(jì)算速度的提高過(guò)程，要實(shí)現(xiàn)在算法層面上的優(yōu)

9、化，由于采用的算法能夠表達(dá)所有程序，并且算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的普適性處理，所以要做好對(duì)算法的改進(jìn)工作。可以采用的設(shè)計(jì)思路是，通過(guò)分析某場(chǎng)景的優(yōu)化方式，研究同一類型工作體系下，對(duì)某問(wèn)題的解決最正確方案，并研究所有問(wèn)題解決方案的構(gòu)成因素，當(dāng)這些構(gòu)成因素可以應(yīng)用于其余類型問(wèn)題的解決過(guò)程，那么可把其作為一個(gè)算法的構(gòu)成內(nèi)容，在此根底上實(shí)現(xiàn)任務(wù)的多角度和多層面深度涵蓋【3】。2.2.3傳感器數(shù)據(jù)采集把傳感器獲取的所有數(shù)據(jù)直接輸入到算法內(nèi)，并按照建成的功能模塊處理各類信息時(shí)，那么能夠大幅度提高所有數(shù)據(jù)的處理速度，并且由于減少了中間環(huán)節(jié)數(shù)量，那么數(shù)據(jù)的處理精度也可以獲得提高，當(dāng)前已經(jīng)開(kāi)始大量使用這一方法提高對(duì)系

10、統(tǒng)的處理水平。比方對(duì)于移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，傳感器體系中的陀螺儀等硬件，可以測(cè)量設(shè)備的偏移角度，并把這一參數(shù)輸入到屏幕處理裝置，可以確定是否需要進(jìn)行屏幕的翻轉(zhuǎn)和校準(zhǔn)，此外該過(guò)程也可根據(jù)實(shí)際需求，在其中設(shè)置更高控制權(quán)限的數(shù)據(jù)輸入裝置，這一權(quán)限要能夠做到對(duì)當(dāng)前設(shè)備操作方式和操作流程的自主監(jiān)測(cè)。2.2.4深度學(xué)習(xí)算法應(yīng)用深度學(xué)習(xí)過(guò)程的核心要求是簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，采用的方法是刪除各類對(duì)性能影響較小的卷積核，這一方式可以讓整個(gè)系統(tǒng)處于更為高效優(yōu)質(zhì)的運(yùn)行狀態(tài)，從而讓整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定度提高。另外也要把學(xué)習(xí)模型和各項(xiàng)參數(shù)簡(jiǎn)化處理，并且把這些參數(shù)輸入到專用的處理系統(tǒng)內(nèi)，從而讓最終獲取的輸入?yún)?shù)具有更高的應(yīng)用水平。3 結(jié)語(yǔ)綜上所述，嵌入式人工智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，要考慮對(duì)于硬件平臺(tái)的搭建和軟件系統(tǒng)的合理開(kāi)發(fā)，通過(guò)傳感器的構(gòu)造、計(jì)算體系參加等多種技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類輸入信號(hào)的識(shí)別和了解，并且對(duì)控制信號(hào)詳細(xì)處理，在此根底上輸出控制指令