耐受高达125摄氏度的热条件、电力限制问题、空间极限对设备的尺寸和形状提出的严格规格要求、实时响应问题、保证信息安全、功能安全和可靠性、高达10-15年的生命周期......

对嵌入式系统而言，这些严格的限制已经存在的几十年。

在AMD自适应与嵌入式计算事业部( AECG ) Versal产品营销总监Manuel Uhm看来，AI不知不觉已经变得无处不在，这为高度受限的嵌入式系统带来更高要求的工作负载。”

在AI驱动的嵌入式系统中，整合预处理、推理和后处理是关键。

在预处理阶段，许多方案一般在推理环节使用非自适应SoC、后处理采用不同芯片、预处理使用FPGA的策略。然而，由于、接口数量有限和缺乏灵活性、数据在多种芯片间转移导致时延增加、效率降低，并需要外部内存共享数据，从而增加了占板面积和功耗。推理阶段则面临处理数据量大、高精度的需求主要利用矢量处理器高效执行AI算法。而后处理则需要高性能CPU来处理推理结果，支持最终决策。

为了覆盖这三个阶段的不同需求，系统通常结合使用多种类型的处理器，如非自适应SoC、FPGA、和高性能CPU。尽管采用多芯片策略可以提供灵活性和性能，但它带来了一系列挑战，包括增加的功率需求、更复杂的供电系统、更大的系统尺寸、以及芯片间交互导致的时延等问题。此外，多组件系统可能增加安全风险、故障点、设计和生产难度。

一“芯”多用 覆盖预处理、推理、后处理

为了解决有关挑战，4月9日，AMD推出了第二代 Versal™ 自适应 SoC ，包括面向AI驱动型嵌入式系统的第二代的Versal AI Edge系列和面向经典嵌入式系统的第二代Versal Prime系列。

面向AI的第二代 Versal™ 自适应 SoC 产品通过集成的方式提供前所未有的性能与效率，通过可编程逻辑、AI引擎以及高性能嵌入式CPU的完美结合，能够实现端到端的加速，从而为实时AI驱动嵌入式系统提供必需的算力。

更是通过在预处理、推理、后处理各个阶段的技术创新和优化，实现了高效率、高性能且安全可靠的智能处理能力，为各类应用提供了坚实的基础。

在预处理阶段，Versal™ 自适应 SoC 产品可以降低时延和增加确定性。通过采用可编程逻辑的方法，大幅降低执行时间和时延，提供更高的处理效率和灵活性。与传统的非自适应SoC相比，可编程逻辑支持定制化处理逻辑，无需外部内存或缓存，进一步减少了延迟。

为了保障预处理阶段灵活性和兼容性，第二代 Versal™ 自适应 SoC的可编程逻辑使得预处理能够灵活地适应各种复杂的传感器设置，包括雷达、图像、激光雷达和超声波等，以及适配任何接口进行实时处理，无论传感器类型和接口如何变化，都能提供稳定的性能表现。

在推理阶段，第二代 Versal™ 自适应 SoC采用下一代AI引擎AIE-ML v2，实现高达3倍的每瓦TOPS，通过扩展数据类型支持增加了处理的灵活性和效率。与上一代相比，新一代的控制处理器被集成到AI引擎阵列中，实现了硬件级的优化，无需额外的可编程逻辑控制。

在保障推理阶段的平衡精度与吞吐量方面，第二代 Versal™ 自适应 SoC支持更多新的数据类型，如共享指数数据类型，使得在提高吞吐量的同时，也能保持精准度，有效应对推理过程中对于高精度和高吞吐量的需。

此外，Manuel Uhm透露，AMD还为用户和开发者提供提供开源的推理软件包Vitis AI，允许开发者使用熟悉的工具如PyTorch、TensorFlow等进行优化和推理，进一步降低开发门槛和提升开发效率。

在后处理阶段，第二代 Versal™ 自适应 SoC可提供高达10倍的标量算力每核心最高频率达1.05 GHz，高达28.5K的DMIPS算力，能够有效处理控制功能的实时任务。

后处理阶段安全性与可靠性至关重要。第二代 Versal™ 自适应 SoC 强调信息安全和功能安全的支持，适用于需要ASIL D级别的汽车应用，SIL3级别的工业和机器人应用，确保系统在面对随机故障时的稳定运行。

“其中，第二代的Versal AI Edge自适应SoC还通过了车规级认证和安全认证，保证了产品的高安全标准。”AMD自适应与嵌入式计算事业部 Versal AI Edge系列高级产品线经理Steph Gauthier透露。

“相比于一代产品，第二代产品可以说是一代产品的补充，而二代产品针对不同的应用，在中央计算层面的能力较强，而一代产品优势更多体现在边缘传感或者是计算卸载方面。”Manuel Uhm这样说。

单芯智能打造3D视觉处理 护航驾驶安全

Manuel Uhm露，第二代 Versal™ 自适应 SoC 这种单芯片智能，已经搭载在3D视觉处理系统中，它在当前及未来的汽车技术中有广泛的应用。

该系统不仅能通过多个摄像头实现全景俯视视角，而且能实现不依赖于激光雷达技术，仅使用摄像头作为传感器，执行复杂的视觉处理任务。3D视觉处理系统核心组件包括可编程的输入/输出接口，以及用于图像处理和执行可编程逻辑操作的硬件。

数据经过预处理后，送入AI引擎后，就可以利用这款3D性能模型进行进一步的处理。“BEVFormer模型就被用来生成鸟瞰图，这对于汽车的导航和环境感知尤为关键。之后，数据会被传送到处理器，用于行为规划或其他实时传感任务的处理。这样的系统设计不仅提高了汽车的智能化水平，也为未来车辆的自动化和安全性带来了新的可能性。”Manuel Uhm解释说。

AMD方面透露，目前，日本汽车制造商斯巴鲁已经决定采用第二代Versal™ AI Edge系列产品。

斯巴鲁旗下的EyeSight视觉系统，支持多项高级功能，包括碰撞前制动、车道偏离预警、自适应巡航控制以及车道保持辅助。斯巴鲁选择的第二代Versal AI Edge系列合作，目的是为了让其下一代视觉系统在AI领域取得领先，确保系统的低时延。得益于我们先进的数据类型支持，斯巴鲁能够保持高吞吐量和高精度。

“为了满足应用需求并实现实时处理，我们的系统能够以多任务模式运行，结合应用处理器和实时处理器，进一步达到更高级别的ISO26262功能安全标准。”Manuel Uhm强调，可编程逻辑灵活性对斯巴鲁也极具价值。通过在可编程逻辑中实现的反馈IP，斯巴鲁的下一代EyeSight系统能够实时调整摄像头传感器参数。

斯巴鲁在世界各地的安全评估中一直饱受高度评价，还曾公开宣布其‘归零’承诺——到2030年实现零致命道路事故。或许，第二代Versal™ AI Edge系列，和AMD嵌入式方面的技术优势有望帮助他们实现这一雄心壮志。

针对用户关心产品的发布和试用时间，AMD方面透露，第二代的Versal™ AI Edge系列和第二代的Versal Prime系列产品的芯片样片会于2025年上半年发布，评估套件和系统模块将于2025年年中推出，量产芯片将于2025年末面世。

目前，早期试用计划已经展开，正与主要客户进行接洽，包括斯巴鲁，早期的访问文档现在已经发布，可以即刻采用第一代评估板和设计工具开始展开设计。