В Нюрнберге 14-16 февраля прошла международная выставка Embedded Systems 2001. Уже второй год ее единственным российским участником была московская фирма НТЦ “Модуль” (см. PC Week/RE, № 6/2001, c. 14), представившая широкий спектр своих продуктов и технологий. Особенным успехом на выставке пользовалась система TrafficMonitor, предназначенная для интеллектуальных транспортных систем. Более 100 компаний посетили стенд “Модуля” и побеседовали с экспертами центра. В работе выставки участвовали такие фирмы, как Fujitsu, ARM, Infineon, Siemens, NEC, Analog Devices, ARC Cores, Texas Instruments и т. д.
Дмитрий Фомин демонстрирует TrafficMonitor
Коммерческий директор НТЦ “Модуль” Дмитрий Фомин продемонстрировал мне TrafficMonitor - систему реального времени для измерения характеристик транспортного потока на скоростных автомагистралях, разработанную по заказу фирмы UNIMO Technology Co. (Южная Корея) и ставшую предметом нашего разговора.
Жесткая потребность современного общества в мобильности требует нового взгляда на такие привычные понятия, как автомобиль, водитель и дорога. Все эти разнородные объекты в будущем будут объединены в единую транспортную систему, включающую в себя следующие подсистемы:
- управления приоритетом движения общественного транспорта;
- оперативного информирования водителей о заторах, авариях и оптимальном маршруте движения;
- управления парковками;
- мониторинга состояния окружающей среды и контроля за движением грузовых транспортных средств в городской черте (и не только);
- безопасности движения;
- оперативной сигнализации о несчастных случаях и происшествиях;
- приоритетного обслуживания аварийных служб и машин скорой помощи;
- информирования пешеходов на остановках, переходах и в местах повышенной опасности.
А также:
- автоматизированных платежей на платных магистралях;
- автоматизированных платежей на АЗС.
Во всех этих подсистемах может с успехом применяться система TrafficMonitor.
Она предназначена для оценки загруженности дороги, обнаружения “узких мест”, определения скоростных характеристик транспортного потока, а также необходимости установки светофора или качества его работы. Все эти данные статистически обрабатываются и позволяют дорожным службам более эффективно управлять движением и анализировать нарушения.
Система состоит из установленной на высоте 12-17 метров видеокамеры, а также небольшого блока обработки видеоинформации, в котором используется четырехпроцессорная плата фирмы “Модуль”, выполненная в стандарте CompactPCI на базе процессора NeuroMatrix NM6403 DSP. Эта система связана по телекоммуникационному каналу с компьютером дорожной службы. Оператор видит дорогу и размечает на экране монитора область наблюдения по полосам движения (до шести), зону входа/выхода и период накопления данных. Когда машина въезжает в отмеченную зону, то начинается анализ (тип машины, ее скорость, положение на полосе), и его результаты собираются в базу данных. Обработка их производится уже не в реальном времени.
PC Week: На каком этапе в этой задаче вы используете нейросети?
Дмитрий Фомин: Мы всегда используем смешанный подход. На этапе фильтрации, когда поступает основная масса “сырых” данных с видеокамеры и когда, допустим, нужно выделить контуры объектов, применяется композиция статических фильтров и фильтров движения для обнаружения транспортных средств. После предварительной обработки информации включается нейросеть, которая идентифицирует объект по внешнему виду. Кроме этого мы восстанавливаем трехмерную модель видимой области для измерения размеров транспортных средств и оценки скорости движения. Самое главное, наш процессор, благодаря гибкой архитектуре NeuroMatrix®, позволил решить все названные задачи в реальном масштабе времени без использования процессоров других фирм.
PC Week: Сколько ваших процессоров уже изготовлено?
Д. Ф.: Мы начали с партии из 1000 шт. Это позволит нам создать прототип систем, которые мы намерены лицензировать различным OEM. Такие переговоры сейчас ведутся, и дальнейшие заказы будут поступать уже от фирм, получивших лицензии. Изготовитель - Samsung Electronics.
PC Week: Это тот самый чип, который был лицензирован Fujitsu?
Д. Ф.: Мы лицензировали не чип, а так называемое процессорное ядро. Ядро состоит из 1-64-разрядного векторного процессора (наше запатентованное ноу-хау) и 32-разрядного RISC-процессора. Архитектуру и систему команд RISC-процессора мы разрабатывали сами. Комбинация этих блоков и является ядром, которое мы лицензировали Fujitsu. В ядро не входит периферия, позволяющая подключать память и коммуникационные порты. Мы не лицензировали процессор, Fujitsu будет выпускать на базе этого ядра кристаллы по своей собственной технологии.
Окно трафик-монитора
Ядро передается в виде базы данных в САПРе Synopsys. Это позволяет синтезировать процессоры в любой доступной элементной базе. Таким образом, можно быстро получить DSP, сопоставимый по производительности с разработками ведущих производителей, например Texas Instruments. Отмечу, что данная лицензия не эксклюзивная - мы можем продавать лицензию на ядро и другим компаниям.
PC Week: Интересно, кто разрабатывал вам программное обеспечение, ведь архитектура-то оригинальная?
Д. Ф.: Инструментальное ПО разрабатывалось в сотрудничестве с московской компанией “Медиалингва” (www.medialingva.ru). Они сделали нам компилятор с С++, а мы написали ассемблер, компоновщик, отладчик и т. д. Для процессора разработано два симулятора на ПК. Один - интерпретатор команд процессора, другой моделирует работу на уровне конвейера процессора. Все это работает под Windows 95/NT, и бесплатную версию этого ПО можно загрузить с нашего сайта (www.module.ru). Она функционально равноценна профессиональной версии, но не содержит библиотек, позволяющих запускать программы на наших платах. Мы хотим дать разработчикам возможность проверить, подходит ли наша архитектура для решения их задач. Симулятор покажет, сколько тактов потребуется на БПФ, преобразование Уолша - Адамара или другие функции. Если эта архитектура устраивает заказчика, то он может получить со скидкой профессиональную версию.
PC Week: Каковы области применения вашего процессора?
Д. Ф.: Исторически так сложилось, что мы много занимались обработкой видеоданных. Это стандартные DSP-функции, БПФ, фильтры свертки, дискретное косинусное преобразование. Процессор может эффективно использоваться также в криптографии и нейросетях. Ну и сейчас очень живой рынок - MPEG-кодеры, декодеры, MPEG-плейеры, цифровое телевидение. Наш процессор наиболее эффективен при обработке большого потока малоразрядных данных, например, получаемых с радара или полутоновой видеокамеры.
Появилась хорошая толстая книжка “Руководство пользователя”. В ней описаны все блоки процессора - RISC-ядро, векторное ядро, все периферийные узлы и система команд. Руководство лежит на нашем сайте, и оно доступно для каждого. Это нам выгодно. У нас есть патент, который если не защищает нас полностью, то дает какой-то приоритет. Патент позволяет уверенно чувствовать себя на рынке, потому что, к нашему прискорбию, на российские продукты в области высоких технологий смотрят, как на что-то украденное.
Процессорная плата
Рынок движется к нам. Например, Intel заключила союз с Analog Device, чтобы увеличить свое присутствие на рынке DSP. Начиная с архитектуры MMX, появляются всевозможные DSP-расширения для мультимедиа, поэтому не исключено, что когда-нибудь Intel лицензирует наше ядро. Изначально в архитектуру процессора закладывалась максимально возможная гибкость. Это позволило эффективно решать очень широкий класс задач - от нейронных сетей до интеллектуальных встраиваемых систем реального времени.
