FPGAでAIをやってみよう。
世の中、AIブーム。AIに興味がある人、やってみようと思っている方は多いみたいです。
FPGAでAIをやらせよう、、ということも話題になっています。
しかし、どっから始めたらいいのか、、わからないことも多いです。
このAI EDGEに挑戦シリーズでは、Ultra96という、安価なFPGAボードをベースにして、
AIを使って、どんなことができるかをご紹介していきたいと思います。
各記事は、準備ができ次第、公開していきます。
この記事の目標
もっと、身近にFPGAをを目標に、AIを気軽に使ってもらうことにあります。
はじめてFPGAを使う方、FPGAに興味のある方から、
実際に高度に細かく操作をする方法まで、ご紹介します。
パソコンもWindows、Ubuntuの両方に対応しています。
Vitis AIを使った、AIの実施の流れ。
XILINX 社は、FPGAメーカの一つです。
そこが開発した、AIツールにVits AIがあります。
ここで、Vitis AIを使った、かんたんな開発の流れをご紹介します。
FPGAでのAIの実現の流れは上記図のようになります。（Vitis AIの場合）
まず、学習をパソコンで行います。ここは、Tensorflow Caffe PyTorchが使えます。
また、メーカーから予め学習済みデータも使用できます。
学習済みデータは、FPGA用にデータを変換します。
別途、FPGAのIP設計を行い、ハードウェアを含めた部分を用意します。
推論用アプリケーションはFPGAで動かします。
そのため、アプリケーションをそれぞれ作成します。
すべてを一気にするのは大変なので、内容を分けて、順次ご紹介していきます。
必要な環境
必要なものをご紹介します。順次記事でもご紹介します。
まずは、Ultra96V2は必要なので、購入してしてください。
ハードウェア
- Ultra96V2
- USB-JTAG/UART pod
- USBケーブル TypeA-microTypeB USB2.0
- USBケーブル TypeA-microTypeB USB3.0
- USBカメラ
- 電源１２V２A以上
- 電源変換ケーブル
使用するパソコンはWindows10とUbuntu18.04LTSでのご紹介になります。以下のツール（無料ツール）を使うことを前提に話を進めていきます。
Windows10の場合
- WSL2 Windows上で、Linuxを動作させるための仕組み
- Ubuntu18.04 LTS Windows上で、Ubuntuを動かす
- Docker for Windows Windows上でのLinuxコンテナ環境
- MobaXterm 多機能Xターミナル
- TeraTerm ターミナルソフト
- Notepad++ テキストエディタ
- Etcher SDカードイメージを書き込む
Ubuntu 18.04 LTSの場合
開発ツール
XILINX社製のAI開発ツールです。
その他
はじめてのUltra96 必要なもの
はじめてのUltra96 あれば便利なもの
などを参照してください。
パソコンについて
AI開発は基本的に、Linux上（Ubuntu)で、動作します。基本的にLinux(Ubuntu)の方が効率よくできます。
しかし、現状のパソコンOSのシェアは、Windows のシェアが約90%、そのうち Windows 10の方が60%を超えるくらいです。 Linux（Ubuntu) のシェアは1.5%程度です。
AIを使うのに、Linux(Ubuntu) を使わないといけないのはハードルが高くなりますので Windows でもできる方法をここでは紹介します。なお、Windows上 で使える Linux（Ubuntu) は使用します。
掲載記事
Ultra96v2向けVitis AI のデモ（SDカードイメージ）2020.1版
Ultra96v2向けVitis AI のデモ（SDカードイメージ）2020.1版 (2020年11月4日公開)
まずは、FPGAでAIが動くことを、確認してもらおう、、というこで、
Ultra96V2で動く、Vitis AIのSDカードイメージをご提供します。
Ultra96v2でVitis AIを使った、MNIST（手書き文字）の実装。
Ultra96v2でVitis AIを使った、MNIST（手書き文字）の実装。(2020年11月15日公開）
MNIST 手書き数字を学習から、推論まで行います。USBカメラからの画像認識も行います。
Ultra96V2にVitis AI IP(DPU)の実装まで
次回公開予定です。