Multicore
Multicore

 

Alcune applicazioni specializzate di Internet of Things richiedono, ad esempio, la lettura conntemporanea di numerosi sensori di diverso tipo come sensori di prossimità lungo il periometro di ingombro del macchinario e visivi come le videocamere. Inoltre, le rilevazioni e le misure spesso richiedono una veloce interpretazione e l'attuazione immediata dei diversi dispositivi esterni, come i motori per effettuare cambi di direzione nel movimento, procedure allertanti, o di via libera sincronizzato per altri sistemi eletronici e robotizzati collegati all'unità centrale di misura e controllo.

Attualmente cominciano ad essere disponibili microcomputer dedicati ad Internet of Things che mantengono le caratteristiche di base:

- dimensioni ridotte per un minimo ingombro;

- consumi ridotti e bassa tensione di alimentazione

e che forniscono in aggiunta una aumentata capacità di calcolo in quanto il microprocessore principale ed il sistema operativo sono coadiuvati da matrici di coprocessori che in parallello possono svolgere elaborazioni numeriche anche complesse.

Questi tipi di microcomputer sono quindi capaci di svolgere numerose operazioni di interazione con sensori e rilevatori e di retro-azione verso gli attuatori in tempi molto brevi.

Non si tratta di Schede Grafiche, che sono dispositivi hardware "multicore" dedicati e specializzati per la composizione dinamica della visualizzazione di oggetti a video nella loro complessità di composizione, di colorazione e di movimento in 2D e 3D.

Si tratta invece di microcomputer in grado di distribuire su diverse unità di calcolo indipendenti i programmi e sezioni dei programmi che insieme e sincronizzati svolgono compiti di automazione complessi in tempi ridotti al minimo.

Attualmente questi microcomputer sono indispensabili, ad esempio, nella sperimentazione dei veicoli a guida autonoma come le automobili "senza guidatore" sulle nostre strade.

 

Parallella Cores

Adapteva Parallella

Il microcomputer mostrato in figura è una integrazione sperimentale eseguita da Tskills sulla base delle specifiche del progetto Adapteva.
Si tratta di due schede della dimensione di una carta di credito, collegate in cluster tramite protocollo eLink.
Ciascuna delle due scheda assemblate per cooperare in maniera sincronizzata, presenta le seguenti caratteristiche:

  • 18-core credit card sized computer
  • #1 in energy efficiency @ 5W
  • 16-core Epiphany RISC SOC
  • Zynq SOC (FPGA + ARM A9)
  • Gigabit Ethernet
  • 1GB SDRAM
  • Micro-SD storage
  • Up to 48 GPIO pins
  • HDMI, USB
  • Open source design files
  • Runs Linux Ubuntu
  • 48 GPIO for sensors and actuators

Proof of Concept

L'immagine, anzi il grafico della funzione y=sin(alpha) alpha=[-Pi..Pi] è stato disegnato in parallello dai 32 cores (coprocessori) e dal Microprocessore centrale (ARM Cortex A9) del microcpomputer configurato in Cluster e che è mostrato nella immagine a sinistra: ciascuno dei 32 cores, in contemporanea con gli altri e sincronizzati dal microprocessore, ha eseguito il calcolo di ciascuna delle curve della funzione impiegando un tempo inferiore di 32 volte rispetto al tempo che avrebbe impiegato da solo il processore centrale. Il 32esimo Core è dedicato all'I/O memoria-cores-microprocessore centrale.

 

Tskills dedica la propria ricerca e sviluppo per realizzare applicazioni di tipo Internet of Things con Hardware Multicore che soddisfino i seguenti presupposti di base: basso consumo, minimo ingombro e massime prestazioni di calcolo per governare sensori e attuatori.

Le possibili applicazioni riguardano i seguenti settori:

Consumer:

  • Smart-phones and tablet app acceleration
  • High end audio
  • Computational photography
  • Speech Recognition
  • Image detection/recognition/tracking

Computing Infrastructure:

  • Super Computers
  • Big Data Analytics
  • Software Defined Networking
  • Data-center Appliances

Mil/Aero:

  • Radar/Sonar
  • Extremely Large Sensor Imaging
  • Hyperspectral Imaging
  • Communication Jamming
  • Drones/UAVs

Medical:

  • Ultrasound
  • CT

Communication:

  • Communication test-bed
  • Software Defined radio
  • Adaptive Pre-distortion
  • Compression
  • Security

Industrial/Instrumentation:

  • Machine Vision
  • Autonomous Robots/Navigation
  • Automotive Safety
  • High Speed Data Acquisition/Generation