edgeboard是基于fpga打造的嵌入式ai解决方案，能够提供强大的算力，并支持定制化模型，适配各种不同的场景，并大幅提高设备的ai推理能deeplab力，具有高性能、高通用、易集成等特点。
edgeboard系列计算卡符合工业设计标准、满足-40℃~85℃的温度范围，接口齐全，可广泛适配如安防监控、工业质检、医疗诊断、科研教学、智能零售等各种场景。
edgeboard产品分为三个系列，称之为“三兄弟”，能够满足客户不同的需求，既有满足高性能计算的方案，也有高性价比的处理方案。本文将从“三兄弟”的特点及整体硬件框架两个方面来介绍edgeboard。
1.为什么edgeboard使用fpga
理想的异构计算平台应该具备三种基本能力：首先专有的硬件加速能力，提高算法的性能；其次高效灵活适配算法的能力，适配不断演进的算法；最后丰富的外围接口，适合不同的应用场景。
cpu作为通用处理器，以逻辑计算作为出发点，更偏重控制流数据，适用于控制和调度类任务，不易于进行外围电路的扩展。gpu具有并行计算的特点，广泛应用在训练阶段，但由于功耗大、成本高等原因，少有部署在端上的产品，另外高延迟及缺少对外围电路的支持也不利于部署到端上的产品中。asic作为一种专用集成电路芯片，具有体积小、功耗低、计算性能高等特点，但aisc芯片研发时间长，资金投入大，由于芯片内部结构相对固定，无法适配快速演进的ai算法，在应用场景没有明确之前asic显然不是最优的选择。
fpga作为一种现场可编程门阵列，具有低功耗、低延迟、高性能等优势，其可编程的特性又可以灵活适配不同的算法，同时fpga丰富的外围接口可以满足不同的应用需求，fpga差异化的内部逻辑资源可以提供不同的算力支持，这些优势使得fpga被广泛应用在ai推理加速上。
2.edgeboard计算卡介绍
2-1 概述
edgeboard是基于xilinx zynq ultrascale+ mpsoc系列芯片打造的计算卡，芯片内部集成arm处理器+gpu+fpga的架构，既具有多核处理能力、也有视频流硬解码处理能力，还具有fpga的可编程的特点。内置linux 4.14.0系统和深度学习预装环境，与百度大脑模型定制平台（aistudio、easydl、easyedge）深度打通，实现模型的训练、部署、推理等一站式服务。
edgeboard计算卡产品可以分为fz9、fz5、fz3三个系列，是分别基于xczu9eg、xazu5ev、xazu3eg研发而来，分别具有高性能，硬解码，低成本等特点，针对不同需求和应用场景，有不同的市场定位和产品定位，满足各类开发者多样性的需求。
2-2 fz9系列计算卡
edgeboard fz9系列计算卡是基于xczu9eg芯片的高性能计算卡，具有较高的性能和集成功能。zu9芯片ps端具有四核cortex-a53和双核cortex-r5 以及mali-400mp2 gpu；pl端资源dsp slices 2520，计算性能达3.6tops，片上存储bram高达32.1mb。
fz9计算卡产品采用核心板+扩展板的双层设计方案，增加了对外接口的数量，其80*120mm的尺寸方便计算卡集成于到产品中，具备软硬一体的解决方案（软件+fpga），支持多种视频源（usb、mipi、bt1200、网络摄像头）的输入，并具有强大的视频预处理能力，视频输出displayport接口兼容标准linux视频框架v4l2。高性能的视频处理能力和标准化的视频输出接口可满足机器学习、医疗诊断等行业需求。
edgeboard fz9计算卡
2-3 fz5系列计算卡
edgeboard fz5系列计算卡是基于xazu5ev芯片的计算卡，提供较高性能和功能集成，具有多路视频流h264&h265标准的编解码功能。zu5芯片ps端同样包含四核cortex-a53 、双核cortex-r5、以及gpu mali-400mp2；pl端资源dsp slices 1248，计算性能达2.4tops，片上存储bram达5.1mb，ultraram 18mb。
fz5计算卡产品延续了fz9计算卡的产品形态，采用核心板+扩展板双层设计方案，具有多视频输入接口，vcu（video codec unit）硬核解码，对视频的输入处理采用流水线设计，实现高吞吐量和低时延，具有极佳的功耗性能比。产品可以广泛应用于具有硬解码需求的视频图像推理，满足安防监控、工业质检、自动驾驶等行业需求。
edgeboard fz5计算卡
2-4 fz3系列计算卡
edgeboard fz3系列计算卡是基于xazu3eg芯片的计算卡，处理器zu3芯片内置四核cortex-a53和核心fpga可编程逻辑模块；pl端资源dsp slices 360，实测计算性能达1.2tops，片上存储bram达7.6mb。
fz3计算卡产品具有高集成性的设计方案，板卡尺寸为80*70mm，具有usb3.0、bt1120、mipi、网络等多视频输入接口，板载2gb 64bit位宽的 ddr4，整体功耗仅5w左右，极佳的功耗性能比。对于fz3产品具有的高性能、低功耗、低成本、小体积的特点，产品可以广泛应用于科研教学、智能零售、安防监控等行业。
edgeboard fz3计算卡
3.edgeboard框架及性能介绍
3-1 mpsoc系统框架
zynq ultrascale+ mpsoc架构提供频率高达1.5ghz的四核cortex®-a53 高效 64位 armv8 应用处理器、具有双核 arm® cortex®-r5 600mhz的实时低功耗协处理器，以及arm® mali™-400mp2 gpu达到667mhz，同时ev系列还包含 h.265/h.264 视频编解码器单元，可提供原生 ultrahd 压缩及专用引擎，满足动态电源管理与安全配置需求。zynq ultrascale+ mpsoc平台系统顶层框图如下：
mpsoc平台系统框架
3-2 edgeboard计算卡配置比较
基于mpsoc平台系统顶层框图，edgeboard计算卡的系统框架设计如下：
edgeboard计算卡系统框架
edgeboard计算卡在配置方面，拥有4gb 和2gb 的不同ddr4内存配置版本，存储支持8gb emmc，256mb nor flash，8kb eeprom，具有多路视频（usb、mipi、bt1200、网络视频）输入接口，同时为满足开发者调试便捷性，支持tf card系统盘启动。
edgeboard计算卡的整体配置比较：
3-3 常用模型在edgeboard上的性能数据
edgeboard软核仍在持续升级，性能也将同步提升。不同版本的网络模型对算力要求不同，针对具体项目应用需求，可进行定制优化。
