Application C/C++ on Ultra96v2 Part 1

นำภาษา C/C++ ไปประยุกต์บนบอร์ด FPGA Ultra96v2 ด้วยการเร่งประสิทธิภาพของ AI ที่ใช้บนระบบไร้คนขับ

Things used in this project

Hardware component

Figure	Name	Amount
	Avnet Ultra96-V2	1
	DisplayPort monitor	1
	Laptop	1
	SDcard	1
	SDcard reader	1

Software component

Name	Link
WSL2
Ubuntu 18.04
Vitis-AI 1.4	Xilinx/Vitis-AI: Vitis AI is Xilinx’s development stack for AI inference on Xilinx hardware platforms, including both edge devices and Alveo cards. (github.com)
Ultra96v2 image	http://avnet.me/avnet-u96v2_sbc_base-vitis-ai-1.4-image

Story

Introduction

โดยในหัวข้อการทดลองนี้จะเป็นการนำ FPGA มาใช้งานจริงๆ โดยจะเน้นการใช้งานร่วมกับ Xilinx Vitis-AI 1.4 โดยจะเน้นไปที่สองเรื่องคือ การติดตั้ง environment ลงบนบอร์ดเพื่อทดสอบ AI ที่ใช้งานในโลกปัจจุบันบนบอร์ด Ultra96v2 ซึ่งเป็นบอร์ด FPGA โดยก่อนที่เราจะเริ่ม จะขอพาทุกท่านมาทำความเข้าใจตัวบอร์ด FPGA กันก่อนนะครับ จริงๆ แล้วรอบๆตัวเรามีการใช้งาน Processor หรือชิพประมวลผลอยู่รอบตัวเราโดยที่บางครั้งหลายคนอาจหลงลืมไปว่ามันอยู่ในชีวิตประจำวันเราเป็นปกติ เช่น ในโทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ gadget ต่างๆ อาจกล่าวได้ว่าสิ่งที่ใช้งานในระบบดิจิทัลในปัจจุบันนั้นล้วนมี Processor เป็นของตัวเอง ซึ่ง Processor บางคนก็เรียกว่าตัวประมวลผล หรือชิพประมวลผล ซึ่งไม่ต่างกับสมองของทุกสิ่งที่คอยคิด คำนวณ สื่อสารข้อมูลมาให้ผู้ใช้อย่างเราๆได้ใช้งานกัน โดยเจ้าชิพประมวลผล หรือ Processor นี้แบ่งได้หลายแบบ โดยแบบที่เราสามารถพบเจอได้ทั่วไปในปัจจุบันก็คือ CPU, GPU หรือ FPGA ทุกท่านที่เคยผ่านงาน Hardware มาอาจคุ้นเคยกับคำเหล่านี้มาบ้าง แต่ท่านที่ยังไม่เคยเจอ ไม่ต้องตกใจครับ เราจะมาเล่าให้คุณฟังเอง

• CPU (Central Processing Unit) เป็นชิพประมวลผลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ซึ่งเปรียบเสมือนสมองที่คอยจัดการให้ทำงานสิ่งต่างๆ หลากหลายรูปแบบตามข้อมูลที่ได้รับ โดยภายในจะประกอบไปด้วย transistors จำนวนมากที่นำมาต่อกันเป็นวงจรในการประมวลผลโดยข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผลจะเป็นแบบ bit หรือ 0 กับ 1 โดยจะสื่อสารกันด้วย address เพื่อไปติดต่อกับอุปกรณ์อื่นๆที่ทำงานร่วมกัน โดยถ้าอยากศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับ CPU มากขึ้นสามารถ คลิกที่ [link]
• GPU (Graphic processing unit) เป็นชิพที่นิยมในการใช้ในการประมวลผลเกี่ยวกับ parallel computing ซึ่งจะใช้ในการ render video เป็นหลักเราจะมักพบเห็นในการใช้งานในการเล่นเกมส์ แต่ในปัจจุบันในด้านการทำงานนอกจากใช้ในการออกแบบกราฟฟิค ก็มีการที่เริ่มนำมาใช้งาน AI แล้ว

• FPGA (Field Programmable Gate Array) เป็นชิพประมวลผลประเภทหนึ่งที่ใช้งานเฉพาะด้านซึ่งจุดเด่นคือสามารถเปลี่ยนแปลงวงจรภายในตัวเองได้ต่างกับสองประเภทแรก โดยที่กินไฟน้อยกว่าและสามารถทำงานไปพร้อมๆกันได้ ซึ่งเป็นจุดเด่นของชิพประเภทนี้ แต่ข้อเสียคือมีข้อจำกัดในการทำงานตามที่เราตั้งค่าไว้