레드원테크놀러지, CPU·GPU·FPGA 통합형 임베디드 AI 프로세서 모듈 개발

레드원테크놀러지가 개발한 임베디드 모듈(왼쪽)과 하드웨어 구성도.
레드원테크놀러지가 개발한 임베디드 모듈(왼쪽)과 하드웨어 구성도.

로봇 제조 전문기업 레드원테크놀러지(대표 박경희)는 사회적 상호작용 기반 다중로봇 주행기술 3차원(3D) 시멘틱 장면 재구성 응용기술을 위한 중앙처리장치(CPU), 그래픽 처리장치(GPU) ,프로그래밍 가능 반도체(FPGA) 3종의 통합형 임베디드 인공지능(AI) 프로세서 모듈(rDNA)을 개발했다고 4일 밝혔다.

이 모듈 구성은 CPU, 11테라플롭스(TFOPS) GPU, FPGA가 PCI 익스프레스를 통해 융합한 통합 프로세서 형태의 구조를 갖도록 설계했다.

최대 3채널의 기가비트 멀티미디어 직렬 링크(GMSL) 카메라, 1채널의 3D 라이다에 대한 인터페이스, 시리얼 인터페이스 및 처리 알고리즘을 지원한다. 각 프로세서간의 고속 데이터 교환을 위해 약 3Gbps 대역폭의 PCI 익스프레스 기반 인터커넥트 기술을 적용했다.

모듈은 AGX 자비에(Xavier) 보드, FPGA 보드, 라이다-비전 보드, 백플레인 보드로 구성된다.

AGX 보드는 GMSL 카메라의 메인 연산 및 응용 애플리케이션 처리가 수행되는 보드 프로세서로서 엔비디아(NVIDIA) 임베디드 AI 컴퓨팅 플랫폼 디바이스인 젯슨(JETSON) AGX 자비에 프로세서를 적용했다. PCI 익스프레스 젠(Gen)2x4래인(Lane) 규격으로 FPGA 보드 상에서 처리된 영상 정보를 고속으로 취득할 수 있다.

FPGA보드는 GMSL 카메라 정보의 전처리 기능 등을 수행하는 보드로서 자일링스(XILINX)사의 킨텍스(KINTEX)-7 FPGA 프로세서를 적용하며 외부에 별도의 더블데이터 레이트 램(DDR)3 동기식 동적 램(SDRAM)을 추가해 고사양의 어플리케이션 처리가 가능하다. 기가비트 미디어 독립 인터페이스(GMII) 단자를 통해 이더넷 기반 라이다 신호를 수신한다.

라이다-비전 보드는 GMSL 카메라 및 3D 라이다 신호 인터페이스 신호를 FPGA 보드 상에서 처리 가능한 신호로 변환하는 역할을 한다. GMSL신호 송수신을 위한 직병렬 변환기 칩으로는 맥심사의 맥스(MAX)96706칩을 적용해 GMSL 패럴 변환을 지원한다.

백플레인 보드는 이러한 세 보드에서 제공하는 연동 신호들이 상호 연결될 수 있도록 중계하는 역할을 한다. 전원 신호, 고속의 PCI 익스프레스 신호, 패럴 IO신호 등을 중계한다.

레드원테크놀러지는 rDNA를 사회적 상호작용에 의한 아동-로봇 맞춤형 교육 서비스 기술에 적용해 활용성을 검증하고 있다. AI 기반 서비스 로봇의 메인 프로세서 및 영상처리 프로세서, 라이다-비전 기반의 로봇 자율 항법 프로세서, 다채널 카메라 처리용 프로세서 등 다양한 임베디드 AI 솔루션 분야의 시장 창출을 기대하고 있다.

광주=김한식 기자 hskim@etnews.com