FPGA 기반 머신 러닝 적용한 자일링스 솔루션 소개

자동차 제조 공정에서 로봇이 조립을 대신한다. 부품이 맞는지 확인하고, 부품을 어느 공정으로 보내야 하는지도 결정한다. 이 로봇은 모두 카메라를 기반으로 하고 있기 때문에 가능한 일이다. 반도체 웨이퍼의 결함 확인에서도 마찬가지다. 사람이 육안으로 확인하는 것보다 기계가 더 빠른 속도와 낮은 오차율을 보인다. 이전의 비전 시스템이 주로 제조 공정에서 사용된 까닭이기도 하다.

비전 시스템에 머신 러닝이 더해진 머신 비전은 이러한 시장을 확대하고 있다. 임베디드 비전 시스템의 하위 시스템으로 시각적인 처리를 하는 하드웨어와 소프트웨어가 하나로 내장된 시스템이어서 자동차, 전자, 반도체, 패널, 식품, 교통, 감시, 보안, 의약, 군수 분야 등 다양한 분야에서 사용된다. 적용되는 분야마다 기술 발달의 차이는 있지만 전반적으로 빠르게 발달하고 있고 범위도 확대되어 가고 있다.


현재 나오고 있는 의료용 영상처리 기기, 첨단 운전자 보조 장치(ADAS), 자율주행차, 보안용 영상 처리 시스템, 드론, ProAV 시스템이 임베디드 비전 시스템에 포함된다.

자일링스는 최근 비전 기반 머신 러닝 애플리케이션을 확대하는 기술을 발표했다. 자일링스의 정웅 부장은 “다양한 비전 기반 시스템의 범위가 확장되고 있다. 감지하고 회피하는 자율 비행 드론, 증강현실, 자율주행차, 자동화 감시, 자동 의료 진단 등 산업부터 일상생활까지 머신 비전을 활용하는 시장이 넓어질 것”이라고 말했다.

자일링스의 임베디드 비전 솔루션은 프로그래머블 로직 디바이스(FPGA) 기반이기 때문에 대용량의 병렬처리가 가능하며 이는 곧 고해상도의 프레임 속도가 높은 이미지를 인식하고 분석할 수 있게 만들어 주는 장점이 있다.

물론, 플랫폼을 재사용할 수 있다. 기본적으로 ARM 코어와 프로그래머블 로직이 하나의 칩에 구현되어 있는 자일링스의 징크(ZYNQ) 제품군은 다양한 애플리케이션을 지원함에 있어 성능이나 리소스에 맞춰 최적화된 제품을 만들 수 있다. 로직 사이즈에 따라 IO핀 개수, 프로세서 개수를 조절할 수 있어 다른 디바이스에서 사용했던 디자인을 그대로 사용할 수 있는 것이다.

이와 더불어 같은 종류나 다른 종류의 센서를 추가하는 센서 융합도 가능하다. 자일링스 얼라이언스 프로그램에 속해 있는 협력사에서 IP를 제공하기 때문에 산업에서 사용하는 다양한 인터페이스 표준을 가지고 있어 시스템 구현이 용이하다.

또, 임베디드 비전 시스템을 구현방법으로 동일한 성능을 내는데 필요한 파워가 적은 와트당 퍼포먼스를 제공한다. 이는 머신 러닝 관점에서 FPGA를 이용하는 중요한 이유 중 하나이다. 징크 디바이스에서 제공하는 보안과 안전이 큰 장점이다. 머신 비전 시스템이 높은 수준의 보안을 요구하기 때문이다.

정 부장은 “비전과 관련된 애플리케이션이 빠르게 확대되면서 단순히 비전을 처리하는 프로세서 솔루션으로는 한계가 있다. 머신 비전이 결합한 제품을 만들기 위해서는 애플리케이션 구축 체계를 만들어야 한다”며 “디바이스의 하드웨어부터 소프트웨어 레벨 스택까지 통괄적으로 지원할 수 있는 체계를 갖췄다”며 reVISION을 소개하면서 임베디드 비전에 대해 정확한 정보를 알리고 싶다고 전했다.

이에 3월 28일부터 온라인 통해 임베디드 비전 시리즈 세미나를 진행한다. 첫 번째 주제로 임베디드 비전 시장의 동향, 머신 비전의 기술적 요인, 개발자들이 직면하고 있는 문제에 대해 살펴보고 자일링스의 솔루션과 디바이스를 소개한다. 자세한 내용은 eeWebinar를 통해 확인할 수 있다.