高信頼エッジAIプラットフォーム

株式会社OTSL(本社：愛知県名古屋市、代表取締役：波多野 祥二、以下OTSL)は、株式会社エヌエスアイテクス(本社：東京都港区、代表取締役：新見 幸秀、以下NSITEXE)、京都マイクロコンピュータ株式会社(本社：京都府京都市、代表取締役：山本 彰一、以下KMC)、株式会社アクセル(本社：東京都千代田区、代表取締役：斉藤 昭宏、以下AXELL)と共同で、NSITEXEのRISC-V ISA(Instruction Set Architecture)を採用したAI推論処理IP(以下 AI IP)向け高信頼エッジAIプラットフォーム開発を推進していきます。

人とクルマや街をつなげるモビリティ社会やスマートシティの実現、及び実世界にある多様なデータを収集し、産業の活性化や社会問題の解決を図るサイバーフィジカルシステムの構築が進む中、エッジデバイス上で安全かつ低消費電力にAI処理を実現したいというニーズが高まっています。

NSITEXEのAI IPとは、MIMD型ベクトルプロセッサ(RISC-V Vector Extension Version 1.0準拠)と独自のレイヤー・フュージョン・アーキテクチャを採用した2D Convolution Engineを組み合わせ、様々なエッジAI推論ワークロードを安全かつ高い電力効率で一括処理可能な半導体IPです。自動車向け機能安全規格ISO 26262のASIL Dまでに対応し、自動車をはじめ様々なエッジデバイスで安全かつ低消費電力にAI処理を実現します。

高信頼エッジAIプラットフォームは、学習済みニューラルネットワーク(以下NN)モデルをAI IP向けに変換し性能最適化を行うデプロイツールと高性能かつ安全に推論実行するためのミドルウエアで構成されます。ユーザーはTensorFlowやPyTorchなどのニューラルネットワークフレームワーク上で開発したNNモデルを簡単にAI IP上で推論処理することが可能となります。
NNモデルデプロイツールは学習済みNNモデルの量子化やレイヤーフュージョン、軽量化を行い最適化したグラフ構造のソースコードを生成します。AI IP向けに性能最適化されたNNモデルの演算ライブラリやNNモデル実行制御ライブラリなどのミドルウエア、及び高速なベアメタルスレッド制御ランライム(RTS)やマルチタスク対応した柔軟なRTOSベースのランタイム環境を提供していきます。組込みエンジニアにとって使い易いビルドやデバッグの統合開発環境を提供し、エッジデバイスにおけるAIの普及に貢献していきます。

画像1: https://www.atpress.ne.jp/releases/323589/LL_img_323589_1.png
高信頼エッジAIプラットフォーム

NSITEXEは、ニューラルネットワークフレームワークやMATLAB/Simulink上で作成したモデルをシームレスにAI IPへデプロイする環境を提供します。リアルタイム性が求められるセーフティクリティカルシステムに対応するために、軽量で高速なランタイムスレッドスケジューラ(RTS)や故障診断やネットワーク実行監視機能をサポートした機能安全ライブラリ(STL)、性能最適化されたRISC-Vベクトル拡張演算ライブラリを開発していきます。

OTSLは、高信頼エッジAIプラットフォームに搭載されるRISC-Vベクトルプロセッサ上で動作するRTOSを提供していきます。本RTOSでは、RISC-V Vector Extensionを効率的に利用可能な環境を提供していきます。

KMCは、高信頼エッジAIプラットフォームに搭載されるRISC-Vベクトルプロセッサの性能を最大限に引き出すよう、本プロセッサに最適化されたLLVM/Clangコンパイラを提供していきます。またコンパイラツールチェインには、ベクトル演算専用のC/C++用数学ライブラリが付属し、本プロセッサのベクトル演算ユニットを効率よく利用できるようにします。また、KMCのJTAGデバッガであるPARTNER-Jet2も本プロセッサに対応し、本プロセッサの開発環境の整備に務めます。

AXELLは、AIフレームワーク(ailia SDK)の開発で培った、AIの実装と最適化に関する高度な知見を元に、組み込みシステムに最適なAI実行環境を提供します。また、豊富な学習済みモデルと、アプリケーションを含む開発支援により、お客様に最適なAIシステムの構築をサポートしていきます。


株式会社OTSL 代表取締役 波多野 祥二のコメント
OTSLは、これまでの組込み機器開発でのノウハウを生かし、RTOSおよびHypervisorなどのソフトウェアプラットフォームの提供を進めております。その一つとして、今回の高信頼エッジAIプラットフォームに対して、RTOSをご提供することにより、RISC-Vを取り巻く、エコシステムに貢献できることを大変、喜ばしく感じております。

株式会社エヌエスアイテクス CTO 杉本 英樹のコメント
NSITEXEは、将来の大きな動向を踏まえ、汎用性・高効率・機能安全を3本の柱に開発を進めてきました。今回の開発するRISC-V高信頼エッジAIプラットフォームを活用することにより高い電力効率と安全性を実現し、世界中の自動車関連のお客様にクリーンエネルギーをはじめとする持続可能な世界を創るモビリティ社会に欠かせない開発基盤を提供致します。

京都マイクロコンピュータ株式会社 代表取締役 山本 彰一のコメント
京都マイクロコンピュータは今回のプロジェクト本事業を通して、自社のお客様だけでなくRISC-Vコミュニティの一員として開発環境の整備・発展に幅広く貢献できることを大変喜ばしく感じています。

株式会社アクセル 常務取締役 客野 一樹のコメント
近年、AIの利用は汎用プラットフォームから組み込みシステムへと広がりを見せています。アクセルは今回のプロジェクトを通して、組み込みシステムに最適な高速・高精度なAI実行環境を、NSITEXE様と共に提供することで、組み込みシステムの高付加価値化に貢献していきたいと考えています。


今回の開発にあたっては、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託業務での成果の一部を活用しております。


■補足資料
OTSLについて
OTSLは、組込みシステムやリアルタイム・システム、そして近距離無線システムの企画開発を通じて、これまで高い技術力と豊富な経験を蓄積してまいりました。 さらに、こうしたテクノロジーをベースとして、ソフトウェア開発や品質保持に関するコンサルティング、および教育サービスの提供に至るまで、先進企業がITのテクノロジー・メリットを最大限に享受しながら、製品とサービスの更なる進化へと直結させることを目的とした、様々なサポート活動を展開しています
OTSL 会社情報： https://www.otsl.jp/

NSITEXEについて
NSITEXEは、2017年に株式会社デンソーからスピンオフして設立した先進的なプロセッサを開発するIPベンダです。機能安全に対応したRISC-V準拠のプロセッサIPを開発しています。高効率、高品質な半導体IPにより、幅広いアプリケーションに対応し、次世代の半導体技術の進化に貢献します。
NSITEXE 会社情報： https://nsitexe.com/

KMCについて
京都マイクロコンピュータは、組込みソフトウェア技術を中心に据え、JTAGデバッガ、コンパイラなどの開発環境を軸に時代のニーズにお応えする製品をご提供しています。マルチコアCPUへの対応、組み込みOS環境での効率的なデバッグ等、今求められる技術、製品を開発するエンジニア指向の会社です。
京都マイクロコンピュータ 会社情報： https://www.kmckk.co.jp/

AXELLについて
AXELLは、高度なアルゴリズム開発から製品化を担うソフトウェア・ハードウェア開発まで一貫した開発体制を保有する先端テクノロジー企業です。大規模LSIの設計開発に加え、機械学習／AIや暗号・ブロックチェーン技術等の先端技術を社会実装することで、デジタル技術によるビジネス改革に貢献する事を企業使命としています。
AXELL会社情報： https://www.axell.co.jp/


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情報提供元： ＠Press