برد توسعه NuMaker-GestureAI-M55M1 نووتون برای پردازش Edge AI

به گفته: CNX Software – Embedded Systems News

معرفی ماژول جدید Nuvoton برای هوش مصنوعی

در نوامبر سال گذشته، خبر عرضه میکروکنترلر مدل NuMicro M55M1 از شرکت Nuvoton را پوشش دادیم که یک هسته ARM Cortex-M55 را با یک میکرو NPU مدل Ethos-U55 برای پردازش هوش مصنوعی در لبه (On-device AI) و کنترل حرکات دست (Gesture Control) ترکیب می‌کرد. اکنون، آن‌ها ماژول NuMaker-GestureAI-M55M1 را عرضه کرده‌اند؛ یک ماژول توسعه مبتنی بر همان میکروکنترلر که اختصاصاً برای کاربردهای مرتبط با بینایی ماشین و هوش مصنوعی طراحی شده است.

این برد جدید، میکروکنترلر مدل M55M1 را با یک سنسور تصویر GC0308 CMOS، یک میکروفون دیجیتال و یک اسلات کارت microSD برای ذخیره‌سازی مدل‌های هوش مصنوعی یکپارچه کرده است. این سخت‌افزار برای کاربردهایی مانند کنترل حرکتی، سیستم‌های بینایی پایه و رابط‌های کاربری بدون لمس (Touchless Interfaces) طراحی شده است.

مشخصات NuMaker-GestureAI-M55M1:

• میکروکنترلر: Nuvoton NuMicro M55M1R2LJAE
• پردازنده: هسته Cortex-M55 با فرکانس ۲۲۰ مگاهرتز
• حافظه رم: ۱.۵ مگابایت حافظه SRAM
• حافظه ذخیره‌سازی: ۲ مگابایت حافظه Flash
• شتاب‌دهنده هوش مصنوعی: ARM Ethos-U55 micro-NPU با فرکانس ۲۲۰ مگاهرتز
• ذخیره‌سازی جانبی: اسلات کارت MicroSD (تعبیه‌شده در پشت برد) برای ذخیره فایل‌های مدل هوش مصنوعی
• دوربین: سنسور تصویر داخلی VGA GC0308 CMOS
• تجهیزات صوتی: میکروفون دیجیتال روی برد (DMIC)
• USB: پورت High-Speed USB (HSUSB) از نوع Type-C
• توسعه و دیباگ:
  • هدر رابط ICE برای دیباگ
  • هدر UART5 (مورد استفاده برای خروجی داده‌های ژست حرکتی و تشخیص اشیاء)
  • هدر رابط I2C1
• متفرقه: دکمه ریست، دکمه کاربر، نشانگر LED کاربر
• منبع تغذیه: ۵ ولت DC از طریق پورت USB-C
• دما: ۴۰- تا ۱۰۵+ درجه سانتی‌گراد (گرید صنعتی)

نمای رویی و پشتی برد کنترل ژست حرکتی هوش مصنوعی NuMaker M55M1

بر اساس اطلاعات صفحه محصول نووتون، برد NuMaker-GestureAI-M55M1 همراه با یک فریمور پیش‌فرض برای تشخیص حرکت و شناسایی افراد عرضه می‌شود. این فریمور قادر است حضور انسان را ردیابی کرده و بیش از ۱۰ ژست خاص دست را تشخیص دهد؛ این ژست‌ها عبارتند از: Call (تماس)، Fist (مشت)، Like (لایک)، Mute (بی‌صدا)، OK، One (عدد یک)، Palm (کف دست)، Peace (علامت پیروزی)، Stop (ایست) و Three (عدد سه).

این برد داده‌های استنتاج (Inference) خود را از طریق رابط خروجی UART5 و در قالب یک ساختار بسته ساده هگزادسیمال و دسی‌مال ارسال می‌کند. محموله داده (Payload) این سیگنال شامل یک نشانگر شروع، شناسه (ID) شیء یا ژست ردیابی شده، مختصات کادر محدودکننده (Bounding Box) و یک نشانگر پایان است.

NuMicro M55M1 AI gesture control board interfaces

ساختار فرمت خروجی UART:

[CC][55][x y w h][ID][AA]

• [AA]: نشانگر شروع (0xAA)
• [ID]: شناسه ردیابی هگزادسیمال؛ شناسه‌های افراد در بازه 0x00 تا 0x7F قرار دارند، در حالی که شناسه‌های ژست‌های دست از 0x80 تا 0x8A نگاشت می‌شوند.
• [x y w h]: مختصات کادر محدودکننده (شامل ۴ مقدار دهدهی از ۰ تا ۹۹۹۹).
• [55]: نشانگر میانی (0x55)
• [CC]: نشانگر پایان (0xCC)

برد کنترل ژست هوش مصنوعی NuMicro M55M1 همچنین به‌طور کامل از زنجیره ابزار (Toolchain) اختصاصی هوش مصنوعی Nuvoton پشتیبانی می‌کند. این ویژگی به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا مدل‌های سفارشی یادگیری ماشین خود را با استفاده از فریم‌ورک‌های استاندارد مانند TensorFlow Lite برای میکروکنترلرها (TFLM) روی این سخت‌افزار اجرا کنند. دستورالعمل‌های شروع به کار و مستندات توسعه در صفحه رسمی این محصول در دسترس است.

دسته‌بندی‌های داخلی ژست‌ها شامل call، three، fist، like، mute، ok، one، palm و stop.