Wie KI in Designs eingebetteter Computersysteme angewendet wird, die auf SOSA abgestimmt sind
„KI-Technologien sind die mächtigsten Werkzeuge seit Generationen, um Wissen zu erweitern, den Wohlstand zu steigern und die menschliche Erfahrung zu bereichern.“ — Nationale Sicherheitskommission für künstliche Intelligenz; Abschlussbericht 2021
In einer Welt, in der die Menge an Dateneingaben und Videofeeds weiter zunimmt, benötigen Entwickler eingebetteter Systeme die Tools und Mittel, um diese Eingaben ordnungsgemäß zu verwalten und diese Daten verwertbar zu machen. Für missionskritische und sicherheitsrelevante Militär- und Verteidigungsoperationen wird diese Aufgabe noch wichtiger.
Die Implementierung von KI-basierten Lösungen in robusten Embedded-Computing-Umgebungen ist nicht der einzige Trend, der sich auf die Systementwicklung auswirkt. Die Forderung des US-Verteidigungsministeriums, Systeme und Elektronik plattformübergreifend und herstellerübergreifend kompatibel zu machen, treibt den Wandel auch in der Branche voran.
Zum Glück ermöglicht der SOSA™ Technical Standard, eine der Initiativen für offene Standards, die vom Modular Open System Approach (MOSA) des DoD unterstützt werden, das erforderliche Maß an Datenberechnung und -verarbeitung, das die KI-Anforderungen erfordern. Die Fähigkeit von Systemen, eine gemeinsame Architektur zu verwenden, bietet die Möglichkeit für die schnelle Entwicklung fortschrittlicher Verarbeitungskapazitäten, die KI-gestützte Berechnungen ermöglichen.
Unterstützung der KI-Infrastruktur durch SOSA
KI-Anwendungen verwenden SBCs, GPGPUs und FPGA-Beschleuniger mit einem eingebetteten System. In SOSA werden die Boards, die sie implementieren, als PICs oder Plug-In-Karten bezeichnet.
Es ist die eigentliche Anwendung — ISR, EW usw. —, die die Algorithmen und Datensätze steuert, die für den Anwendungsfall spezifisch sind, was wiederum die Systemtopologie bestimmt.
Einige Systemimplementierungen benötigen möglicherweise mehr als einen Beschleuniger oder GPGPU. Da GPGPUs oder Beschleuniger die Verwendung der Erweiterungsebene erfordern, muss ein System, das auf SOSA abgestimmt ist, die Verbindungen berücksichtigen, die zur Erleichterung der Datenübertragung erforderlich sind.
Effektive Systementwicklung
Beim Aufbau eines eingebetteten Systems, das eine Datenverarbeitung auf KI-Ebene sowie die Einhaltung des technischen Standards von SOSA erfordert, können Sie unter Berücksichtigung bestimmter Entwurfsprinzipien alle Ihre Systemanforderungen erfüllen.
- Überlegungen zum Design:
- Welche SOSA PIC-Profile sind erforderlich? I/O oder rechenintensive Nutzlast (SBC, GPGPU), Peripherie-I/O?
- Welche Topologie bestimmt die Verbindung: Geschwindigkeit und Typ?
- Herausforderungen
- Wie viel Strom wird benötigt? Müssen Module mit ±5 V und 3,3 V unterstützt werden?
- Was ist das Kühlschema: Leitung oder Luftdurchfluss?
- Entwicklung
- Welche Unterstützung wird für die anfängliche Entwicklung im Vergleich zur Bereitstellung benötigt?
Die Einfachheit von SOSA beweist Leistung
Um die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen und Plattformen sicherzustellen, beschränkt SOSA die Anzahl der akzeptablen Profile, die bei der Systementwicklung verwendet werden können. Diese begrenzte Anzahl von Designoptionen kommt rechenintensiven Systemen zugute, da Profile wiederverwendet werden, wodurch der Bedarf an komplexen Integrationsbemühungen reduziert wird.
Ziel des Standards ist es, eine herstellerunabhängige offene Systemarchitektur zu entwerfen, um die Systementwicklungskosten zu senken sowie die Rekonfigurierbarkeit von Systemen und zukünftige Systemaktualisierungen einfacher und schneller zu gestalten. Ein wichtiger Bestandteil ist die Sicherstellung der Konformität von Sensorkomponenten und SOSA-Modulen im Einklang mit dem technischen Standard.
