軟硬件融合打造DJI高性能計(jì)算平臺(tái)

一、業(yè)務(wù)

當(dāng)你在大疆無人機(jī)上拍照，跟蹤或者自主飛行時(shí)，背后有一堆高性能處理器在為這些應(yīng)用加速，其中就有DSP（Digital Signal Processor）。DSP的軟硬件解決方案為圖像，機(jī)器學(xué)習(xí)和飛行控制業(yè)務(wù)提供高性能計(jì)算平臺(tái)，為業(yè)務(wù)創(chuàng)新提供持久和高效的計(jì)算動(dòng)力。

圖1 大師攝影

圖2 跟蹤功能

圖3 自主飛行

二、DSP軟硬件解決方案

需求無止境，計(jì)算無止境，高性能計(jì)算是終極之道。DJI業(yè)務(wù)的加速抽象到硬件層面，是對(duì)于標(biāo)量，向量和矩陣的加速。DSP組以此為目標(biāo)，不斷在下面幾點(diǎn)發(fā)力：

1、高性能計(jì)算的硬件架構(gòu)，解決標(biāo)量，向量和矩陣的高效計(jì)算，存儲(chǔ)和通信的并行。

2、高性能編譯優(yōu)化，解決指令流和數(shù)據(jù)流在微架構(gòu)上的高效并行運(yùn)行。

3、高性能算法庫，解決業(yè)務(wù)基礎(chǔ)庫在DSP上的指令流和數(shù)據(jù)流的高效組合。

4、高性能調(diào)度系統(tǒng)，解決不同粒度的業(yè)務(wù)算子在DSP集群上的高效部署。

圖4 DSP技術(shù)為應(yīng)用加速

三、方法論

計(jì)算的需求在無人機(jī)上快速的增長(zhǎng)，更高畫質(zhì)的拍照，更大的網(wǎng)絡(luò)以及更高精度的控制需求在源源不斷地挑戰(zhàn)DSP的極限；業(yè)界有許多DSP可以選擇，那么DJI自研DSP這一物種如何自我迭代，保持持久競(jìng)爭(zhēng)力？“天下武功，唯快不破”，只有方法和思維層面正確，才能在技術(shù)上取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，為此我們給出三大法寶：

1、業(yè)務(wù)的高效分析，利用程序分析技術(shù)，打造高效的業(yè)務(wù)分析鏈路，找到痛點(diǎn)，定向提升。

2、架構(gòu)的快速演進(jìn)，借助仿真技術(shù)，快速的設(shè)計(jì)和評(píng)估更合適的計(jì)算架構(gòu)技術(shù)。

3、軟硬件融合，新的特性實(shí)行“軟件先行，硬件跟隨”的戰(zhàn)略，大浪淘沙，沉淀最有價(jià)值的特性到芯片。

下圖展示了整個(gè)DSP迭代的方法，將業(yè)務(wù)與芯片，通過軟件分析技術(shù)進(jìn)行緊密的聯(lián)合設(shè)計(jì)，不斷地迭代優(yōu)化。

圖5 方法論

四、愿景

現(xiàn)在的DSP還是一個(gè)簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物，但是只要找到正確的進(jìn)化方法，一定會(huì)和業(yè)務(wù)一起創(chuàng)造出更有價(jià)值的產(chǎn)品?；仡櫟厍蛏细叩壬锏难葸M(jìn)過程，我們堅(jiān)信DSP可以逐步發(fā)展為無人機(jī)中重要的一個(gè)組件或“器官”。當(dāng)前，面向領(lǐng)域處理器正在風(fēng)頭，DSP以其靈活性，在DSA領(lǐng)域可以逐步發(fā)展起來。相信進(jìn)化的力量，相信DSP技術(shù)可以變得更好。

圖6 DSP技術(shù)進(jìn)化之路