Jetson Nano B01 и A02: что нового в вычислительном модуле (CoM) и несущей плате

17 марта 2020 · По материалам Arducam

NVIDIA Jetson Nano вышла в марте 2019 года и сразу завоевала сообщество мейкеров удачным соотношением цены и производительности в задачах ИИ. Она даёт 472 GFLOPS в задачах ИИ — почти в 20 раз больше, чем универсальная встраиваемая плата вроде Raspberry Pi 4 в версии с 4 ГБ памяти.

Её вычислительной мощности хватает, чтобы за доступные деньги начать изучать ИИ, вести исследования и внедрять решения, поэтому сообщество быстро выросло и обеспечило поддержку множества нейросетей и фреймворков ИИ. Сейчас на ней работают почти все основные фреймворки ИИ, включая TensorFlow, PyTorch, Caffe и MXNet.

NVIDIA обновила аппаратную часть Jetson Nano

В январе 2020 года команда Jetson неожиданно представила Jetson Nano Developer Kit B01 — первое крупное обновление этой встраиваемой платформы ИИ с момента её выхода. Основные изменения касаются несущей платы: добавлена поддержка новых интерфейсов и оборудования. Однако распиновка новой B01 отличается от старого модуля, и модуль A02 в несущей плате B01 работать не будет. Кроме того, есть четыре основных аппаратных изменения — о них ниже.

Теперь пользователи могут разрабатывать собственные несущие платы и заказывать у NVIDIA серийный модуль B01 с флеш-памятью eMMC. Модуль оснащён краевым разъёмом SO-DIMM на 260 контактов, на который выведены все интерфейсы основного 4-ядерного процессора Arm A57 и встроенного GPU Maxwell на 128 ядер. Эталонная схема и разводка платы доступны в центре загрузок NVIDIA. Что касается накопителя, комплекту разработчика B01, который сейчас продаётся, для работы нужна SD-карта, но его несущая плата поддерживает и серийный модуль, который продаётся по другой цене.

Зачем понадобилось обновление

По мнению Arducam, главная цель новой конструкции — поддержка серийного модуля B01, чтобы Jetson Nano превратилась из комплекта для разработки в основу реальных продуктов. Старый модуль A02 всё-таки не предназначен для встраивания в конечные изделия.

Ещё один плюс обновления — новая несущая плата будет совместима и с готовящимся модулем Jetson Xavier NX, у которого производительность в задачах ИИ ещё выше.

Характеристики нового модуля и несущей платы комплекта разработчика

Основные характеристики нового комплекта Jetson Nano (каталожный номер P3450)

Модуль Jetson Nano CoM B01 (каталожный номер P3448)

• GPU Maxwell на 128 ядер
• 4-ядерный процессор Arm A57, 1,43 ГГц
• Системная память — 4 ГБ LPDDR4, 64 бита, 25,6 ГБ/с
• Накопитель — слот для карт microSD
• 4 × MIPI CSI-2 D-PHY, всего 10 линий (3 × 2 линии + 1 × 4 линии)
• Кодирование видео — 4K при 30 к/с | 4 × 1080p при 30 к/с | 9 × 720p при 30 к/с (H.264/H.265)
• Декодирование видео — 4K при 60 к/с | 2 × 4K при 30 к/с | 8 × 1080p при 30 к/с | 18 × 720p при 30 к/с (H.264/H.265)
• Размеры — 70 × 45 мм

Несущая плата B01 (каталожный номер P3449)

• Разъём SO-DIMM на 260 контактов для модуля
• Видеовыход — HDMI 2.0 и eDP 1.4 (только видео)
• Сеть — гигабитный Ethernet (RJ45) + 4-контактный разъём PoE
• USB — 4 порта USB 3.0, 1 порт USB 2.0 Micro-B для питания или работы в режиме устройства
• Интерфейс камер — 2 × MIPI CSI-2 D-PHY, совместимы с Raspberry Pi Camera Module V2
• Расширение — слот M.2 Key E (PCIe x1, USB 2.0, UART, I2S и I2C) для карт беспроводной связи; 40-контактный разъём расширения с сигналами GPIO, I2C, I2S, SPI, UART; 8-контактный разъём кнопок с сигналами питания системы, сброса и принудительного режима восстановления
• Прочее — светодиод питания, 4-контактный разъём вентилятора
• Питание — 5 В / 4 А через круглый разъём питания или 5 В / 2 А через порт micro USB, выбор перемычкой; опционально PoE
• Размеры — 100 × 80 × 29 мм (с радиатором)

Jetson Nano B01 и A02: изменения

Чтобы освободить место для второго разъёма камеры, часть разъёмов перенесли или убрали. Среди других изменений — убраны разъём кнопок и разъём последовательного порта, а разъём выбора питания (J48) перенесён к краю платы.

• Убран разъём последовательного порта (J44)
• Разъём кнопок (J40) перенесён под модуль
• Изменено положение разъёма выбора питания (J48)
• Добавлен разъём камеры (J13)

Несмотря на аппаратные изменения B01, поддерживаемые аксессуары продолжат работать с этой платформой. Arducam завершила тестирование серии камер Arducam на IMX219 и серии модулей камер MIPI на B01 и рассчитывает, что по мере доработки производительность будет расти.

Главное в обновлении B01: второй разъём камеры

Самое заметное в обновлении — второй разъём камеры. На несущей плате B01 выведен ещё один интерфейс камеры MIPI CSI-2, и плата готова к задачам с двумя камерами: стереосъёмке, измерению глубины, 3D-отслеживанию объектов, склейке изображений и т. д.

Для Arducam это очень важно. Компания занимается камерами для встраиваемых систем и предлагала решения со стереокамерой для Jetson Nano ещё до появления второго разъёма камеры. Теперь, с дополнительным интерфейсом камеры, плата не только поддерживает прежние задачи с двумя камерами, например построение карты глубины, но и позволяет подключать ещё больше камер с помощью решений Arducam для нескольких камер — стереоплаты HAT и адаптера для нескольких камер.

Проблемы совместимости

1. Комплект разработчика ревизии A02 не загружается с установленной картой Intel 8260 WiFi. В новой ревизии B01 эта проблема исправлена (см. историю версий L4T на сайте NVIDIA).
2. Образы B0x работают на платах A02 без проблем. Настройки pinmux в двух ревизиях немного различаются, но настройки pinmux B0x нормально работают на плате A02. А вот pinmux A0x (dtb) на плате B0x не работает.

Что ещё обновилось

Кроме крупных аппаратных изменений несущей платы — поддержки второй камеры и серийного модуля, — вычислительная мощность модуля почти не изменилась. CPU и GPU остались прежними.

Хотя вычислительная мощность та же, пакеты ПО продолжают обновляться, чтобы полностью раскрыть её потенциал. Вышел JetPack 4.3 для Jetson Nano с новыми библиотеками TensorRT 6.0.1 и cuDNN 7.6.3, которые повышают производительность инференса ИИ на 25 %. VPI (Vision Programming Interface) ускоряет обработку видео 4K или нескольких потоков 1080p (до 8 одновременно) с помощью GPU, CPU и аппаратного кодера/декодера, а с алгоритмами машинного обучения (ML) одновременно решает задачи обнаружения, распознавания и отслеживания объектов на изображении.

Стоит ли менять старую Jetson Nano на новый комплект

Чтобы решить, нужна ли замена на новую ревизию, смотрите прежде всего на основные изменения. Если коротко, это поддержка второй камеры, будущая совместимость с другими модулями Jetson и другое назначение контактов SO-DIMM.

Учтите также, что модули CoM и несущие платы старой и новой моделей не взаимозаменяемы: модуль A02 нельзя установить в несущую плату B01, и наоборот. Поэтому при обновлении придётся менять весь комплект разработчика.

Так что если вы не планируете подключать к плате больше модулей камер и не готовитесь к выходу Jetson Xavier, менять комплект не обязательно.