Introduce
Bài này dịch từ phần giới thiệu trong RidgeRun Developer Wiki: Qualcomm Robotics RB5.
Qualcomm RB5 (QRB5165) là một lựa chọn embedded system khác cho các ứng dụng robotics và drone. Nó có một số lợi thế so với các nền tảng phổ biến khác, đặc biệt là về power consumption.
RB5 so với các nền tảng khác
Trong phần này, mình sẽ so sánh các embedded system đang được dùng trên thị trường cho những ứng dụng tương tự, gồm NVIDIA và NXP. Cụ thể là một trong những dòng i.MX 8 tốt nhất (i.MX 8QM)[1][2][3], Jetson Orin rẻ nhất (Orin Nano) và một Jetson Orin tầm trung (Orin NX)[4].
Theo so sánh, hiệu năng CPU của Qualcomm RB5 tương đương với embedded system tầm trung của NVIDIA, với bộ xử lý octa-core ở 1.8 GHz. Ngoài ra, RB5 có 8GB RAM LPDDR5, tương đương các hệ thống NVIDIA tầm trung.
GPU có vẻ là điểm yếu nhất của RB5, cho hiệu năng khoảng 1.3 TFLOP/s, so với 10 TFLOP/s của Orin Nano. Thêm vào đó, hệ sinh thái CUDA nghiêng về phía nền tảng NVIDIA. Tuy vậy, RB5 có AI acceleration vượt trội so với Orin Nano bản thấp và i.MX 8, cùng một khối DSP, thứ không có trên bất kỳ hệ thống NVIDIA nào nhưng có trên i.MX 8.
Camera capture là một điểm so sánh thú vị khác. RB5 cạnh tranh được với hệ thống NVIDIA tầm trung, hỗ trợ tối đa 7 camera đồng thời ở 2.5 Gbps mỗi lane, kèm các khối Video Processing Unit và Image Signal Processing (ISP) được tăng tốc phần cứng.
Ở mức devkit, RB5 có các cảm biến như accelerometer, gyroscope và pressure sensor, những thứ thường không có trên devkit của NVIDIA. Ngoài ra, nó còn được trang bị Hardware Crypto Engine, thứ mà NVIDIA đến nay vẫn chưa có.
Cuối cùng, về power consumption, RB5 cho khả năng tương đương các embedded system tầm trung như Orin NX nhưng tiêu thụ ít năng lượng hơn gần bốn lần, chỉ 7W ở công suất tối đa; chỉ có i.MX 8 là cạnh tranh được ở điểm này. Điều đó khiến RB5 rất phù hợp cho các hệ thống chạy pin như drone.
So sánh
| Criteria | Qualcomm RB5 | NXP i.MX 8QM | NVIDIA Jetson Orin Nano | NVIDIA Jetson Orin NX |
|---|---|---|---|---|
| GPU | Adreno GPU 650 1.3 TFLOP/s | 2x GC7000XSVX GPU 256 GFLOP/s | NVIDIA Ampere Orin Nano 8GB: 10 TFLOP/s | NVIDIA Ampere Orin Nano 16GB: 25 TFLOP/s |
| CPU | Octa Core Armv8.2 1.8 GHz (thấp nhất) | Six Core Armv8 (1.2 GHz) | Six Core Armv8.2 1.5 GHz | Octa Core Armv8.2 2.0 GHz (ở bốn nhân) |
| AI Acceleration | Qualcomm NPU230 15 TOP/s | Không có | Không có | 2x NVDLA 30 TOP/s |
| ISP Acceleration | Qualcomm Spectra 480 ISP | Không có | VIC 115 MHz 1x PVA v2.0 | VIC 115 MHz 1x PVA v2.0 |
| Encoder Acceleration H.265 | Adreno VPU 8x1080p @60fps | 1x1080p @30fps H.264 | CPU 2x1080p @60fps | Khối chuyên dụng (Dedicated Unit) 6x1080p @60fps |
| DSP Acceleration | Hexagon (dùng cả cho image processing) | Tensilica HiFi 4 DSP | Qua GPU | Qua GPU |
| Camera Support | Tối đa 7 camera đồng thời 2.5 Gbps/lane | Tối đa 2 camera đồng thời, 1.5 Gbps/lane (mỗi camera 4 lane) | Tối đa 4 camera 2.5 Gbps/lane | Tối đa 6 camera ~2.5 Gbps/lane |
| Security Acceleration: cryptography and key provisioning | Crypto engine v5 SPU-240 | Không có | Không có | Không có |
| Sensors | Accelerometer, Gyros, Pressure, v.v. (devkit) | Không có | Không có | Không có |
| Max. Power Consumption | 7W | 5W (theo đo stress: VPU + CPU + GPU) | 15W | 40W |
Hai thành phần phần cứng chính
Để bắt đầu đánh giá phần cứng của nền tảng Qualcomm Robotics RB5, cần có hai thành phần chính:
- System on Module (SoM): SoM cung cấp phần cứng tính toán như các nhân CPU và GPU, cùng các hardware accelerator, bộ nhớ và các interface để giao tiếp với hệ thống, tất cả trên cùng một bảng mạch in (PCB).
- Carrier Board: cung cấp các interface vật lý để sử dụng SoM. Carrier board có thể là một developer kit hoặc một custom board. Developer kit rất hữu ích để đánh giá khả năng của SoM trong giai đoạn prototyping của dự án; sau đó, trong phần lớn trường hợp, sẽ chuyển sang một custom carrier board được thiết kế theo yêu cầu riêng của bài toán. SoM được gắn lên carrier board. Carrier board chính thức của RB5, gọi là mainboard, hỗ trợ gắn thêm nhiều mezzanine.
Các bài tiếp theo
Trong series này, bạn sẽ tìm hiểu về Qualcomm Robotics RB5 và những gì nền tảng này mang lại. Khi hoàn thành, bạn sẽ có kiến thức tổng quan về các tính năng chính của SoM và một số carrier board hiện có.
- SoM Overview: tóm tắt khả năng phần cứng của SoM Robotics RB5, các ngoại vi và thông số đóng gói (packaging specifications).
- Carrier Boards: tìm hiểu các carrier board được hỗ trợ cho Robotics RB5.
Ref:
[1] https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/arm-processors/i-mx-applications-processors/i-mx-8-applications-processors:IMX8-SERIES
[2] https://developer.ridgerun.com/wiki/index.php/I.MX_8_Series_Applications_Processors
[3] https://www.nxp.com/docs/en/nxp/application-notes/AN12118.pdf
[4] https://developer.nvidia.com/embedded/jetson-modules