Jetson Xavier NX pokazuje, jak dużą moc obliczeniową można zamknąć w niewielkim module do lokalnego przetwarzania AI. To platforma przeznaczona do systemów wbudowanych, robotyki, widzenia maszynowego i urządzeń, które muszą przetwarzać dane lokalnie, bez stałego odsyłania ich do chmury. Poniżej omawiamy, czym jest ten moduł, jakie interfejsy oferuje i na co zwrócić uwagę przy pracy z zestawem deweloperskim.
Czym jest Jetson Xavier NX?
Jetson Xavier™ NX to moduł SOM (System-on-Module) firmy NVIDIA zaprojektowany do zaawansowanych aplikacji AI uruchamianych lokalnie, w urządzeniu końcowym. Produkcyjny moduł ma format około 70 x 45 mm, a więc jest mniejszy od karty kredytowej i pracuje w profilach zasilania rzędu 10-20 W. W tej klasie rozmiaru oferuje akcelerację GPU, rdzenie Tensor i komplet interfejsów potrzebnych do budowy urządzeń z kamerami, czujnikami oraz łącznością przemysłową.
Moduł NVIDIA Jetson w zestawie deweloperskim
Źródło: Wikimedia Commons.
W porównaniu z Jetson TX2, Xavier NX zapewnia ponad 10-krotny wzrost wydajności w zastosowaniach AI, przy zachowaniu niskiego poboru mocy. Platforma obsługuje środowiska kontenerowe i narzędzia NVIDIA JetPack, dzięki czemu można rozwijać, testować i wdrażać aplikacje na wspólnym stosie oprogramowania dla rodziny Jetson.
Cechy modułu Jetson Xavier NX
Kompaktowy format modułu, odpowiedni do urządzeń, w których liczy się miejsce na płytce nośnej.
Do 21 TOPS wydajności AI oraz tryby pracy dopasowane do budżetu zasilania systemu.
Sprzętowa akceleracja obliczeń równoległych, wnioskowania AI, przetwarzania obrazu i multimediów.
Obsługa pakietu NVIDIA JetPack SDK, obejmującego Jetson Linux, biblioteki AI i narzędzia programistyczne.
Wspólny ekosystem z innymi modułami Jetson, co upraszcza przenoszenie aplikacji między wariantami sprzętu.
Możliwość pracy z kontenerami, co ułatwia utrzymanie spójnego środowiska od prototypu do produkcji.
Dobry punkt wyjścia dla urządzeń brzegowych, które muszą analizować obraz, dźwięk lub dane z czujników lokalnie.
Interfejsy
Jetson Xavier NX udostępnia interfejsy potrzebne do projektowania własnej płyty nośnej: linie PCIe, USB, MIPI CSI-2 dla kamer, interfejsy wyświetlaczy, UART, I2C, SPI, I2S oraz GPIO. W praktyce to właśnie dobór i wyprowadzenie tych sygnałów decydują, czy moduł będzie pasował do konkretnego produktu, na przykład systemu wizyjnego, robota mobilnego albo bramki obliczeń brzegowych.
Zestaw deweloperski Jetson Xavier NX
Zestaw deweloperski Jetson Xavier NX pozwala szybko uruchomić moduł, sprawdzić oprogramowanie i rozpocząć projektowanie własnej płyty nośnej. Zestaw obejmuje następujące elementy.
Moduł Jetson Xavier NX z radiatorem i aktywnym chłodzeniem.
Zasilacz 19 V z przewodem zasilającym odpowiednim dla danego regionu.
Referencyjna płyta nośna dla modułu Jetson Xavier NX.
Moduł bezprzewodowy M.2 Key E z Wi-Fi 802.11ac, Bluetooth oraz antenami.
Do uruchomienia potrzebna jest karta microSD z obrazem systemu; NVIDIA wskazuje kartę UHS-1 o pojemności co najmniej 16 GB. Zestaw udostępnia następujące złącza i porty.
Cztery porty USB 3.1 Type-A w trybie hosta.
Jeden port Micro-USB 2.0 pracujący w trybie urządzenia.
Dwa złącza kamer MIPI CSI-2 w formacie 15-pin FFC.
Wyjście HDMI.
Port Gigabit Ethernet RJ45.
Złącze DisplayPort.
Gniazdo M.2 Key E dla modułu łączności bezprzewodowej.
Gniazdo M.2 Key M dla jednostronnego nośnika NVMe.
Gniazdo karty microSD na module.
40-pinowe złącze rozszerzeń z GPIO, I2C, SPI, I2S, UART oraz liniami zasilania.
Narzędzia dla programistów
Tak jak inne platformy Jetson, Xavier NX korzysta z NVIDIA JetPack SDK. Najprostsza ścieżka startu w zestawie deweloperskim polega na pobraniu oficjalnego obrazu dla karty microSD, zapisaniu go na nośniku i uruchomieniu płytki z podłączonym monitorem, klawiaturą, myszą oraz siecią. JetPack dostarcza system Jetson Linux, sterowniki, BSP, biblioteki i przykłady potrzebne do pracy z modułem.
W środowisku programistycznym dostępne są między innymi CUDA, cuDNN, TensorRT, VPI i DeepStream, czyli narzędzia typowe dla aplikacji widzenia komputerowego oraz wnioskowania sieci neuronowych. Przy uruchamianiu własnego urządzenia szczególnie przydatne są też narzędzia tegrastats i nvpmodel: pierwsze pokazuje obciążenie oraz temperatury układów, drugie pozwala wybierać profile mocy i wydajności.
GPU w Jetson Xavier NX obsługuje nowoczesne API graficzne, w tym OpenGL, OpenGL ES i Vulkan, dlatego moduł może łączyć klasyczne renderowanie, przetwarzanie multimediów i akcelerację AI w jednym systemie. W projekcie produkcyjnym trzeba jednak odróżnić zestaw deweloperski od modułu przeznaczonego do integracji: finalne urządzenie wymaga własnej płyty nośnej, zasilania, chłodzenia i walidacji sygnałów wysokiej szybkości.
Porównanie modułów NVIDIA Jetson do AI
Zestaw deweloperski NVIDIA Jetson
Platforma deweloperska NVIDIA Jetson
Podsumowanie
NVIDIA Jetson Xavier NX to mocny, energooszczędny moduł dla urządzeń brzegowych: systemów wizyjnych, robotów, automatyki, rozwiązań medycznych, rolniczych i miejskiej infrastruktury. Sam moduł nie zastępuje jednak dobrego projektu elektroniki. Przy przejściu z prototypu do serii trzeba poprawnie zaprojektować płytę nośną, zasilanie, chłodzenie, prowadzenie interfejsów MIPI/PCIe/USB oraz testy produkcyjne. Jeśli przygotowujesz własne urządzenie z modułem Jetson albo potrzebujesz montażu PCB dla platformy wbudowanej sztucznej inteligencji, OurPCB może pomóc w produkcji płytek, montażu SMT/THT i analizie DFM.