Cadence Tensilica มอบพลังให้แกนประมวลผล SHARC-FX รุ่นใหม่ของ Analog Devices และตระกูล ADSP-SC84x/2184x

Cadence และ Analog Devices ได้ประกาศเปิดตัวโปรเซสเซอร์เสียงในรถยนต์ SHARC รุ่นล่าสุด ซึ่งนำสถาปัตยกรรม Tensilica DSP ของ Cadence มาสู่ตระกูล ADSP-SC84x/2184x ใหม่ อุปกรณ์เหล่านี้เปลี่ยนผ่านจากการใช้เทคโนโลยีการผลิตระดับ 28 นาโนเมตร มาสู่ 16 นาโนเมตร โดยมุ่งเน้นไปที่ระบบเสียงภายในห้องโดยสารที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น การโต้ตอบด้วยเสียง และภาระงาน AI ที่ขอบเครือข่าย แพลตฟอร์มนี้ได้เพิ่มสถาปัตยกรรม DSP แบบกำหนดเองที่ใช้ Tensilica เข้ากับแกนประมวลผล SHARC-FX ใหม่ ซึ่งให้ประสิทธิภาพสูงกว่าโปรเซสเซอร์ SHARC+ รุ่นก่อนหน้าในตระกูล ADSP-SC59x ถึง 5 เท่า

การประกาศดังกล่าวตอกย้ำว่า Analog Devices กำลังผลักดันความฉลาดด้านเสียงให้อยู่บนตัว DSP เองมากกว่าที่จะพึ่งพา CPU หลัก Cadence ระบุว่า SHARC-FX ได้รับการปรับ 100% สำหรับงาน AI/ML บนชิปและการประมวลผลสัญญาณ เช่น การระบุประเภทเพลง การแยกแยะแหล่งที่มาของเสียงเพลง และการตัดเสียงร้องแบบเรียลไทม์ ขณะที่ Analog Devices กำลังโปรโมตแพลตฟอร์มนี้เป็นหลักสำหรับระบบเตือนเสียงยานพาหนะ AVAS การตัดเสียงรบกวนจากถนน โซนเสียงส่วนบุคคล ระบบเสียง 3 มิติแบบดื่มด่ำ และระบบสั่งงานด้วยเสียงแบบแฮนด์ฟรี

การเพิ่มขึ้นของประสิทธิภาพเป็นผลมาจากการที่ Analog Devices ผสมผสานแกนประมวลผล SHARC-FX ใหม่เข้ากับเทคโนโลยี Tensilica Instruction Extension เพื่อให้สามารถเร่งอัลกอริทึมเสียงและเสียงพูดที่เป็นกรรมสิทธิ์ได้ พร้อมทั้งจับคู่ฮาร์ดแวร์เข้ากับชุดเครื่องมือพัฒนาที่กว้างขึ้น ซึ่งรวมถึง CrossCore Embedded Studio, SigmaStudio+, ฮาร์ดแวร์ประเมินผล EZ-KIT และ Audio Weaver จาก DSP Concepts

ตระกูลผลิตภัณฑ์ใหม่นี้ต่อยอดมาจากแพลตฟอร์ม SHARC รุ่นก่อนหน้าของ Analog Devices โดยเฉพาะสายผลิตภัณฑ์ ADSP-SC59x/2159x แต่ได้ยกระดับเพดานสำหรับยานพาหนะที่กำหนดด้วยซอฟต์แวร์และประสบการณ์ส่วนบุคคลภายในห้องโดยสารที่มากขึ้น Analog Devices ยังระบุด้วยว่าตระกูล SHARC-FX จะยังคงขยายเส้นทางไปสู่ระบบเสียงแบบดื่มด่ำและการประมวลผลเสียงในรถยนต์ที่ปรับขนาดได้ โดยได้รับการสนับสนุนจาก Audio Weaver เพื่อช่วยเร่งการพัฒนาตั้งแต่ขั้นตอนต้นแบบจนถึงการผลิตจริง

สถาปัตยกรรม SHARC-FX ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการประมวลผลสัญญาณสมัยใหม่และภาระงาน AI/ML บนชิปอย่างเป็นธรรมชาติ ทำให้แอปพลิเคชันอย่างเช่น การแยกแหล่งที่มาของเพลง การระบุประเภทเพลง และการลบเสียงร้องแบบเรียลไทม์ สามารถทำงานบน DSP ได้โดยตรง ในขณะที่ CPU หลักยังคงมุ่งเน้นไปที่งานโดเมนยานยนต์และระบบปฏิบัติการ

แอนดรูว์ แลนเฟียร์ (Andrew Lanfear) หัวหน้าฝ่ายเสียงและเครือข่ายยานยนต์ของ Analog Devices กล่าวว่า เนื่องจากความซับซ้อนของแอปพลิเคชันเสียง อะคูสติก และเสียงพูดในรถยนต์เติบโตอย่างต่อเนื่อง จึงเห็นได้ชัดว่าเราจำเป็นต้องมีสถาปัตยกรรม DSP ที่มีความสามารถในการส่งมอบประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอย่างมากและความสามารถด้าน AI บนชิป พร้อมทั้งรักษาพฤติกรรมแบบเรียลไทม์ที่ลูกค้าพึ่งพา เมื่อพิจารณาถึงความเป็นผู้นำด้าน DSP IP การร่วมมือกับ Cadence จึงเป็นทางเลือกที่เป็นธรรมชาติ ความสามารถในการสร้างคำสั่งแบบกำหนดเองโดยใช้เทคโนโลยี Tensilica Instruction Extension ช่วยให้เราสามารถเร่งอัลกอริทึมเสียงที่เป็นกรรมสิทธิ์ พร้อมทั้งจัดสรรทรัพยากร DSP เฉพาะสำหรับการประมวลผลเสียงแบบเรียลไทม์และภาระงานยานยนต์รุ่นต่อไป

ตระกูล SHARC FX ใหม่ต่อยอดความสำเร็จของตระกูล ADSP-SC59x/2159x โดย Analog Devices กำลังโปรโมตแพลตฟอร์ม ADSP-SC84x/2184x ใหม่ ซึ่งทาง audioXpress มีโอกาสได้เยี่ยมชมตัวอย่างก่อนเปิดตัวในการประชุม AES Automotive Audio ล่าสุดที่เมืองดีทรอยต์ อุปกรณ์ใหม่นี้ได้รับการเปิดเผยอย่างเป็นทางการบนเว็บไซต์ของ Analog Devices โดยไม่มีการประกาศอย่างเป็นทางการ มอบประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความถี่ในการทำงานที่สูงขึ้น และการบูรณาการที่เพิ่มขึ้นสำหรับยานพาหนะที่กำหนดด้วยซอฟต์แวร์สมัยใหม่ ข้อดีอื่นๆ ได้แก่ อินเทอร์เฟซหน่วยความจำ LPDDR4 หน่วยความจำ L2 บนชิปที่เพิ่มขึ้น ระบบความปลอดภัยไซเบอร์ที่ดีขึ้นผ่านโมดูลความปลอดภัยฮาร์ดแวร์เฉพาะ และแกนประมวลผลการเชื่อมต่อเสริมสองแกนที่รองรับการสื่อสารและการใช้งาน Linux หลัก

หนึ่งในนวัตกรรมสำคัญของตระกูล ADSP-SC84x คือการเปิดตัวแกนประมวลผล SHARC-FX รุ่นใหม่ ซึ่งออกแบบและสร้างขึ้นผ่านความร่วมมือกับ Cadence โดย SHARC-FX มีสถาปัตยกรรม DSP แบบกำหนดเองส่งผลให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างมาก รองรับประเภทข้อมูลที่กว้างขึ้น สถาปัตยกรรม VLIW SIMD ที่ได้รับการปรับปรุง การทำงานของแคชที่มีประสิทธิภาพ และชุดคำสั่งที่ขยายเพิ่มขึ้นซึ่งปรับให้เหมาะสมสำหรับการประมวลผลสัญญาณและงาน AI

การพัฒนาเหล่านี้เมื่อรวมกับความถี่ในการทำงานที่สูงขึ้นของแกนประมวลผล SHARC-FX ทำให้เกิดประสิทธิภาพที่สูงขึ้นตามที่กล่าวอ้างถึง 5 เท่าเมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์ SHARC+ รุ่นก่อนหน้าที่ใช้ในตระกูล ADSP-SC59x ซึ่งเป็นการปูทางไปสู่แอปพลิเคชันการประมวลผลรุ่นใหม่ รวมถึงระบบตัดเสียงรบกวนที่เสริมด้วย AI ผู้ช่วยเสียงอัจฉริยะ และเสียง Generative AI

ในขณะที่ระบบเสียงและเสียงพูดในรถยนต์ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ภาระงานจำนวนมากกำลังเปลี่ยนผ่านจากอัลกอริทึมการประมวลผลสัญญาณแบบดั้งเดิมไปสู่แนวทางที่ขับเคลื่อนด้วย AI ซึ่งมอบความแม่นยำที่สูงขึ้น ความสามารถในการปรับตัวที่มากกว่า และประสบการณ์ผู้ใช้ที่เป็นส่วนตัวยิ่งขึ้น ชุดคำสั่งที่ขยายขึ้นของแกน SHARC-FX ช่วยให้สามารถใช้งานโมเดล AI เหล่านี้ควบคู่ไปกับงาน DSP แบบเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยให้ประสิทธิภาพการคำนวณที่จำเป็นสำหรับการอนุมานเสียงด้วยโครงข่ายประสาทเทียมแบบเรียลไทม์ที่ขอบเครือข่าย การรองรับกิจวัตรเคอร์เนล NN ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับเฟรมเวิร์ก AI/ML ยอดนิยม เช่น LiteRT ของ Google ทำให้สามารถถ่ายโอนโมเดล AI ล่าสุดไปยังแกน SHARC-FX ได้อย่างง่ายดายเพื่อการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำเมื่อเทียบกับการรันบน CPU หลัก

ซีรีส์โปรเซสเซอร์ ADSP-SC84x/2184x (ADSP-21844, 21846, SC844, SC846) ถูกออกแบบมาเพื่อให้ประสบการณ์เสียงที่สมจริงไม่เพียงแต่ในรถยนต์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงในแอปพลิเคชันเสียงสำหรับผู้บริโภคและเสียงระดับมืออาชีพ เนื่องจากโปรเซสเซอร์เหล่านี้มุ่งเป้าไปที่แอปพลิเคชันที่ต้องการการประมวลผลเสียงแบบเรียลไทม์ที่มีความหน่วงต่ำและมีความแน่นอน เมื่อใช้ร่วมกับเทคโนโลยี A2B 2.0 Automotive Audio Bus ระบบที่ได้จะมอบเสียงระดับพรีเมียมและประสบการณ์เสียงที่สมจริงอย่างแท้จริง

เพื่ออำนวยความสะดวกในการบูรณาการ Analog Devices ยังมีซอฟต์แวร์ ADI LISTN ที่รองรับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น เสียง 3 มิติแบบดื่มด่ำและโซนเสียงส่วนบุคคล (PSZ) ระบบตัดเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนจากถนนในรถยนต์ (ANC/RNC) ส่วนติดต่อผู้ใช้ด้วยเสียงและการสื่อสารในรถยนต์ (AEC/NR & การจัดกลุ่มไมโครโฟน) ตลอดจนการสังเคราะห์เสียงเครื่องยนต์ (ESS) และระบบเสียงเตือนรถยนต์ไฟฟ้า (EVWSS/AVAS)

Analog Devices ได้ร่วมมือกับ DSP Concepts เพื่อปรับแต่งไลบรารีแกน Audio Weaver ให้เหมาะสมกับแกน DSP SHARC-FX โดยเฉพาะ โดยใช้ประโยชน์จากตัวเร่งฮาร์ดแวร์ FIR/IIR บนชิปประสิทธิภาพสูงทุกครั้งที่เป็นไปได้ ซึ่งส่งผลให้มีพลังในการประมวลผลเพิ่มขึ้น Audio Weaver มีเครื่องมือที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการพัฒนาตั้งแต่ต้นแบบจนถึงการผลิต เป็นแพลตฟอร์มเสียงแบบ low-code ที่ช่วยลดความซับซ้อนในการพัฒนาเสียงในรถยนต์และลดความเสี่ยงโดยใช้แอปพลิเคชันโฮสต์แบบลากแล้ววางสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ ควบคู่ไปกับเครื่องมือประมวลผลเสียงที่ฝังอยู่ใน DSP

ชิน เบกมันน์ (Chin Beckmann) ซีอีโอของ DSP Concepts กล่าวว่า DSP Concepts เป็นพันธมิตรที่ได้รับความไว้วางใจมาอย่างยาวนานของทั้ง Tensilica DSPs ของ Cadence และ ADI ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานแอปพลิเคชันเสียงที่สมบูรณ์บนทั้งสองแพลตฟอร์ม ผ่านการบูรณาการเทคโนโลยีของพวกเขาเข้ากับเฟรมเวิร์ก Audio Weaver เราสามารถเห็นและตรวจสอบผลลัพธ์ที่ดีที่สุดจากการร่วมมืออันน่าทึ่งนี้ระหว่างผู้บุกเบิกอุตสาหกรรม

อมอล บอร์การ์ (Amol Borkar) ผู้อำนวยการกลุ่มการจัดการผลิตภัณฑ์ Tensilica DSPs ของ Cadence เสริมว่า การที่ ADI เลือกเทคโนโลยี Tensilica DSP ของ Cadence สำหรับโปรเซสเซอร์ ADSP รุ่นถัดไปตอกย้ำถึงความมุ่งมั่นในเรื่องเสียงรถยนต์และ AI ประสิทธิภาพสูง สถาปัตยกรรมขั้นสูงในแกน SHARC-FX ได้รับการปรับแต่งสำหรับภาระงาน AI/ML บนชิปและการประมวลผลสัญญาณ ทำให้แอปพลิเคชันเช่น การระบุประเภทเพลง การแยกแหล่งที่มาของเพลง และการลบเสียงร้องแบบเรียลไทม์สามารถทำงานบน DSP ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ CPU หลักยังคงทุ่มเทให้กับฟังก์ชันโดเมนรถยนต์และระบบปฏิบัติการ