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エッジ AI

インダストリアル IoT のエッジでマルチセンサー分析や機械学習アプリケーションを業界で最も低レイテンシ、低消費電力、低コストで実現

概要

分析および機械学習は、予知保全、デジタル ツイン モデルベースの制御、異常値検知などといった多数のユース ケースのさまざまな形で応用されています。 ザイリンクスとそのエコシステム各社は、ユーザー トレンドに基づいてこれらのエッジ アプリケーションに対応するさまざまなアプローチを提供しています。


分析および機械学習

エッジ AI プラットフォーム

エッジ AI プラットフォーム

これまでの 3 年間、ザイリンクスはソフトウェア開発者、ハードウェア開発者、データ サイエンティストが既存の ML エコシステムを活用できる包括的なフローを完成させるためにさまざまな研究を重ねてきました。そして、一般的な ML フレームワークから保存されたモデル グラフやトレーニング済みの重みを直接解析できるツールを設計しました。現在、このツールは Caffe と TensorFlow に対応しています。ザイリンクスは、プルーニング、量子化ツール、コンパイラ、ランタイム、さらに効率化のためのプログラマブル IP も開発しています。開発者は独自ネットワークをさまざまなプラットフォーム上で運用できる上、エッジや一般的なクラウド、およびサーバー アーキテクチャ上で運用することも可能になりました。

PYNQ - Zynq で Python を利用

PYNQ - Zynq で Python を利用

PYNQ を使用した python ベースの制御、エッジ分析、および機械学習です。PYNQ は、Zynq SoC 向けのソフトウェア/ハードウェア フレームワークであり、ソフトウェア分析や操作をエンベデッド プロセッサで効率的に実行することを目的として、センサーなどのデータを前処理するためにプログラマブル ハードウェアを活用します。 PYNQ は、Numpy、Scikit-Learn、Pandas などの主な Python ライブラリをすべてサポートしています。


クラウド プロバイダー

業界の傾向としては、次の影響を受けてクラウド処理からエッジ処理へ部分的にシフトしています。

  1. 物理アセットは、データ アクイジション ポイントに最も近い低レイテンシの判定/動作が必要です (通常 10ms 未満)。
  2. 一般的に生成されるデータ サイズが大きいため、これらのデータをすべて移動して格納するには、OPEX コスト、時間、およびプライバシーの問題を考慮するとあまり好ましくありません。

ザイリンクスは、このような傾向に対処するために、業界で最も高性能なシングルチップのエッジ向けエンベデッド プロセッシング プラットフォームを提供しています。さらに、ザイリンクスの SoC ポートフォリオを利用し、エコシステムが大手クラウド サービス プロバイダーと連携することで、クラウドとエッジへのタスク分散が可能になると同時に、アプリケーションをクラウドからエッジへ移行することも可能になります。

 

AWS IoT

インダストリアル IoT は、機械学習を利用する次世代型の産業資産を実現するクラウド接続の協調制御システムの可能性にも拍車をかけています。産業制御システムのプロバイダーは、この展望を実現すべく統合型エッジ ツー クラウド ソリューションを提供して、市場投入時間の短縮を可能にします。AWS IoT 搭載のザイリンクス ソリューションは、エッジとクラウド間に独自の協調的な機械学習機能を提供します。

AWS IoT Greengrass: AWS をエッジ デバイスにシームレスに拡張することで、エッジ デバイスは、管理、分析、耐久性のあるストレージのためにクラウドを使用しながら、生成したデータに基づいてローカルで動作可能

AWS FreeRTOS: 低消費電力の小型エッジ デバイスを簡単にプログラム、デプロイ、保護、接続、および管理できるようにするマイクロコントローラー用のオペレーティング システム

*AWS Sagemaker: データのラベル付けと準備、アルゴリズム選択、アルゴリズム トレーニング、運用のための調整と最適化、予測、実行に至るまで機械学習ワークフロー全体をカバーする完全管理型のサービス

*AWS Robomaker: AWS RoboMaker は、大規模なインテリジェント ロボット アプリケーションの開発、テスト、および運用を容易にするサービス

Microsoft Azure IoT

インダストリアル IoT は、機械学習を利用する次世代型の産業資産を実現するクラウド接続の協調制御システムの可能性にも拍車をかけています。産業制御システムのプロバイダーは、この展望を実現すべく統合型エッジ ツー クラウド ソリューションを提供して、市場投入時間の短縮を可能にします。Microsoft Azure IoT 搭載のザイリンクス ソリューションは、エッジとクラウド間に独自の協調的な機械学習機能を提供します。

*Azure Sphere: MCU を搭載したデバイスをシリコンからクラウドに安全に接続

*Azure IoT Hub: 何十億台もの IoT アセットを接続、管理、制御

*Azure IoT Edge: クラウド インテリジェンスと分析をエッジ デバイスまで拡張

*Azure IoT Digital Twins: 次世代の IoT 空間インテリジェンス ソリューションを構築


*現在開発中のため、最新情報については FAE へお問い合わせください。


SoC インテグレーション

Vivado HLS

  • Vivado 高位合成ツールは、C、C++、System C 言語を使用して、直接ザイリンクスのプログラマブル デバイスをターゲットにできるため、手動で RTL を作成する必要がありません。
  • C/C++ テストベンチ シミュレーションを使用する迅速な検証、自動の VHDL/Verilog シミュレーションおよびテスト ベンチ生成が可能です。

 

Vitis™ 統合ソフトウェア プラットフォーム

  • すべてのザイリンクス プラットフォームに対応する統一設計手法
  • 使い慣れたソフトウェア開発環境
  • ソフトウェア定義のアプリケーション アクセラレーション
  • 高レベルの統合フレームワークおよびアクセラレーション ライブラリを活用して C、C++ または Python で開発することも、RTL ベース アクセラレータと低レベルなランタイム API を使用して、より細かく実装を制御することも可能

ニーズに合わせてデザインされたソリューション

ソリューション プロバイダー 説明 デバイス サポート
ザイリンクス ザイリンクス AI の利点  
ザイリンクス - エッジ AI プラットフォーム エッジ AI 開発者ハブ
DNNDK
ザイリンクスのエッジ側の開発向けホワイトペーパー (WP490 - 日本語版)
Zynq UltraScale+ Zynq 7000
Xilinx - PYNQ PYNQ ウェブサイト
PYNQ コミュニティのプロジェクト
Zynq UltraScale+
Zynq 7000
AWS IoT AWS 認定のザイリンクス製品
AWS IoT
Xilinx – AWS ワークショップ
Zynq UltraScale+
Zynq 7000
Azure IoT Azure IoT Zynq UltraScale+
Zynq 7000
ザイリンクス ツール Vitis ソフトウェア プラットフォーム
Vivado HLx
Zynq UltraScale+
Zynq 7000
ザイリンクス SPYN デザイン ファイル
コミュニティ ポータル
Zynq UltraScale+
Zynq 7000

エコシステム ソリューション

ソリューション プロバイダー 説明 デバイス サポート
Kortiq AIScale – 小型かつ高効率な CNN アクセラレータ Zynq UltraScale+
Zynq 7000
Silicon Software 社 Visual Applets Zynq UltraScale+
Zynq 7000
Kintex 7000
資料
ソリューション スタック
iiot-hc-solutions-stack

インダストリアル IoT 製品の中には、ザイリンクス IIoT ソリューション スタックのすべての要素が必要になるものがあります。ザイリンクスの IIoT ソリューション スタックは、ザイリンクスおよびエコシステムが提供する構築ブロックとインダストリアル IoT プラットフォームで使用されるソリューションで構成されています。ザイリンクス ベースのインダストリアル IoT システムを使用する場合、ゼロから設計する必要はありません。ザイリンクス IIoT ソリューション スタックのさまざまな要素を理解して、開発時間とコストを最小限に抑え、次回のインダストリアル IoT プラットフォームでデザインを最大限に再利用してください。

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