AI给嵌入式系统注入了新的活力，也给嵌入式系统上了新的难度。现在的嵌入式系统因为AI加入，面临着很多挑战和变革，既要功耗低、尺寸小，又要可以支持更多的算力给到应用，让边缘更智能，但也要实时响应，还有温度环境、寿命等的要求。应对AI给嵌入式系统加的难度，半导体厂商们也研发调配出各种的“SoC配方”。每款配方自有其特色及其应用领域，今天要说的是4月9日AMD新发布的第二代 Versal™ 自适应 SoC，主要发布了两个系列：面向AI驱动型嵌入式系统Versal AI Edge系列和面向经典嵌入式系统的Versal Prime 系列。下面我们主要以第二代Versal AI Edge系列SoC资源为准，说一说AMD这次新SoC配方，是如何应对AI给嵌入式系统增加的难度的。

二代Versal主打就是单芯片实现AI的三个阶段优化加速（预处理、AI推理、后处理）、具有功能安全与信息安全。与一代比，换了新的AI引擎，实现比第一代高达3倍的每瓦TOPS（每秒万亿次操作），采用了全新高性能集成CPU，实现比第一代高达10倍的标量计算。


如上图，我们可以从AMD发布的第二代Versal™ 自适应 SoC的内部架构图看出，它集可编程逻辑、AI引擎、高性能嵌入式CPU于一体，这样的集成模式是为了实现AI的全阶段加速。

AI的第一个阶段：预处理阶段，AMD第二代 Versal™ 自适应 SoC配置的是可编程逻辑（PL），来实现灵活的实时预处理。

预处理阶段主要面向的各种各样的传感器，以及处理传感器的融合、数据调节等，采用可编程逻辑，可以保证能应对各类传感器，同时保证实时性。如果采用处理器处理此部分，处理器会受限于指令集，指令集里有的内容才可以去处理。可编程逻辑在这里优势就是具有自适应，可以对硬件实现定制，从而适配不同的传感器，还可以实现实时，给到了足够的灵活性。

除此之外，SoC上还有图像信号处理器、视频处理，预处理中涉及到图形和视频处理的部分，可以不用可编程逻辑去实现。

AI的第二个阶段：AI推理阶段，采用第二代 Versal™ 自适应 SoC配置的全新AI引擎，AIE-ML v2，AIE-ML v2 中的 MX6 数据类型可提供比上一代高达3倍的每瓦TOPS，主要是通过扩展的数据类型支持来实现的。还有上一代做AI引擎控制的时候，主要是通过可编程逻辑来实现的，AIE-ML v2 内置了控制处理器，省下来的可编程逻辑可以去做传感器和其他数据处理等。

AI的第三阶段：后处理阶段，采用第二代 Versal™ 自适应 SoC配置的处理系统（PS），它包含了8个 Arm® Cortex®-A78AE 应用处理器和10 个 Cortex-R52 实时处理器，旨在提供超过 200k DMIP 的总计算量，并支持 USB 3.2、DisplayPort™ 1.4、10G 以太网、PCIe® Gen5 等功能。

Versal第二代AI Edge系列可应用自动驾驶、具有传感器融合的智能相机和医学成像等开发平台。目前已知斯巴鲁公司已选择第二代 Versal AI Edge 系列用于公司的下一代高级驾驶员辅助系统（ ADAS ）视觉系统，该系统名为 EyeSight。EyeSight 系统集成于部分斯巴鲁车型中，用于实现先进安全功能，包括自适应巡航控制、车道保持辅助以及预碰撞制动。斯巴鲁正在当前配备 EyeSight 的车辆中采用 AMD 自适应 SoC 技术。

与多芯片AI驱动型嵌入式系统解决方案相比，第二代Versal AI Edge系列的单芯片系统，从功耗、功能安全、速度、复杂性，以及占板面积都具有明显优势。

以上看到的AMD新推出的第二代 Versal™ 自适应 SoC的硬件资源很丰富，它是一个功能强大而复杂的单芯片，那它的软件开发会不会很复杂？答案是肯定的，而且你很难避免。唯一可以让你欣慰的是，与多芯片的解决方案的软件相比，它的软件开发难度降低的。 下面，AMD Versal 产品营销总监Manuel Uhm关于上述的问题，进行了详细的解答。

 “现在用SoC来开发确实非常复杂，我们的自适应SoC也不例外，需要一整套工具进行开发。在开发的过程当中还需要用工具不断去排除整个系统当中可能出现的故障。在上图中，还有没有显示但是底层开发还需要工具，包括Vivado（做可编程逻辑的编程）、Vitis™（主要做处理器系统的编程）、Vitis AI（主要做推理模型的工具）。”

    “如果是多芯片的方案，你的预处理、AI推理、后处理，如果采用三个不同公司的产品，开发过程中做整体调试和优化就有一定困难。而使用我们单芯片解决方案，就可以在整个系统的层面一边开发一边做调试，他们可以使用自己已经非常熟悉的语言和工具，比如FPGA开发者可以用VHDL，Vivado是支持这个语言的，嵌入式的软件开发者熟悉的语言是C++和Python，Vitis也是支持这个语言的，开发者们不需要学习新的语言，同时可以在整个系统的层面进行调试。”

AMD官方发布会上声明，第二代的Versal™ AI Edge系列和第二代的Versal Prime系列产品，芯片的样片会于2025上半年发布，评估套件和系统模块将于2025年中推出，量产芯片将于2025年末面世。期待这一个嵌入式系统领域新SoC配方，能成为工程师开拓新应用的强大助力。