Столичный НТЦ «Модуль», некогда без лишнего шума проектировавший бортовую аппаратуру для спутников, а позже громко объявивший о разработке и первых успехах собственного сигнального процессора, сегодня, не забывая о старых, осваивает новые направления.

Одно устройство TrafficMonitor-Embedded позволяет осуществлять в реальном масштабе времени контроль до шести полос движения, передавая накопленную информацию о количестве транспортных средств, их типе, скорости, расстоянии между ними и загруженности дороги в Центр управления движением

На этот раз «Модуль» предлагает готовое решение на базе своего процессора — TrafficMonitor-Embedded (ТМЕ), устройство обработки видеоизображений для использования в составе интеллектуальных систем управления дорожным движением. Это компактный высокопроизводительный вычислитель, совмещенный в едином корпусе с видеокамерой и источником вторичного электропитания, имеющий стандартный внешний интерфейс RS-232, к которому можно подключаться по беспроводному или обычному модему. Одно такое устройство позволяет осуществлять в реальном масштабе времени контроль до шести полос движения, передавая накопленную информацию о количестве транспортных средств, их типе, скорости, расстоянии между ними и загруженности дороги в Центр управления движением. «Интеллект» TME способен распознавать пять типов транспортных средств (мотоцикл, легковой автомобиль, грузовик/микроавтобус, автобус, длинный грузовик/трейлер).

Поскольку ТМЕ построен на базе четырех процессоров NeuroMatrix, а не на жесткой логике, его можно перепрограммировать на решение других задач, требующих интеллектуальной обработки видеоинформации в реальном времени. Например, использовать в качестве элемента комплексных охранных систем.

Необходимость переноса «интеллекта» из Центра управления на места в «Модуле» объясняют тем, что когда количество точек сбора информации начинает измеряться десятками и тем более сотнями, обеспечивать высокоскоростные каналы для передачи видео в реальном масштабе времени становится накладно, а подчас и невозможно. Обрабатывать же весь поступающий поток данных «как он есть» под силу только суперкомпьютеру. Спроектированное «Модулем» устройство передает уже результаты обработки в виде статистики. На центральном пункте стоит обычный ПК, который может принимать решения по информации, поступающей от 100 ТМЕ.

Интеллектуальная камера для управления дорожным движением — решение достаточно новое. С одной стороны, использование видео как источника позволяет получить максимум информации из зоны контроля. Но необходимость обработки видео в реальном времени и массовость применения подобной аппаратуры предъявляют противоречивые требования — вычислитель должен обладать высокой производительностью и при этом быть недорогим. Обрабатывать такие объемы «грубой силой» нет смысла. В «Модуле» используют оптимизированные алгоритмы, в том числе и нейросетевые. Система обучалась распознаванию на огромном количестве отснятого на видео материала, и по мере работы распознавание будет улучшаться.

TrafficMonitor-Embedded построен на базе четырех процессоров NeuroMatrix. Его можно перепрограммировать на решение задач, требующих интеллектуальной обработки видеоинформации в реальном времени

Использовавшиеся ранее системы слежения за транспортными потоками строились на базе радарных или лазерных технологий. Помимо ограничений функциональных возможностей подобные системы обладают еще одним недостатком: они активны, то есть оказывают влияние на объекты контроля.

«Модуль» не завод, он в состоянии производить лишь ограниченные партии образцов. Но уже нашлись партнеры. Есть варианты производства за границей. Корейская компания Unimo Technology лицензировала все аппаратно-программные решения, лежащие в основе ТМЕ. Правда, она купила лицензию на более раннюю версию на базе чеирыехпроцессорной платы в конструктиве Евромеханика 6U, которая выполняет те же функции, но более громоздка и не так удобна; камера и вычислитель в ней разнесены.

Корейцы уже изготовили 15 образцов устройств. По словам директора «Модуля» по маркетингу Дмитрия Фомина, в компании даже не ожидали, что это можно сделать так быстро: «В России только производство монтажной платы требует, как правило, одного месяца. Корейцы же через две недели уже сообщили, что изготовили 15 комплектов, то есть за это время они все закупили, изготовили платы, все припаяли».

Через месяц приборы уже были в Москве и работали. Получилось, что себестоимость всех комплектующих, включая платы, но без учета стоимости работ, почти в два раза меньше, чем в России.

«Может оказаться, что стоимость транспортировки и таможенной очистки готовых изделий меньше, чем разница в стоимости производства. Но мы стремимся, где возможно, опираться на отечественных производителей. На момент выпуска нашего процессора российские предприятия, которые умели бы не то, чтобы платы под него делать, а хоть как-то паять корпус BGA, можно было пересчитать по пальцам одной руки, — говорит начальник отдела маркетинга и продаж на российском рынке Максим Груздев. — Ситуация улучшается. Сейчас, например, на Рязанском приборном заводе есть современное оборудование, там делают и платы, и качественный монтаж, и механику. Устройство в мелкой серии будет стоить около 5 тыс. долл., при большей партии цена может опуститься до 4 и даже 3 тыс. долл. Это значительно дешевле зарубежных аналогов».

«Ведется активный поиск заказчиков, — продолжает Дмитрий Фомин. — Эту разработку мы ориентируем прежде всего для западного рынка, поскольку там данное направление развивается очень быстро. Что касается российского рынка, то он развивается гораздо труднее и с большим отставанием. Но уже сегодня заказчиками ТМЕ могут стать Москва и Питер».

Сейчас на МКАДе уже есть табло, информирующие о плотности потока, радио и сотовые операторы извещают о пробках; полезность такой информации определяется ее оперативностью. В столице, по некоторым данным, установлено около сотни радарных устройств, отслеживающих трафик, но специалисты полагают, что только для Москвы нужно по крайней мере в пять раз больше. Есть еще охранные системы и другие области применения интеллектуального компьютерного зрения.

Идет работа над несколькими интересными проектами для европейских заказчиков. Немецкая компания AGES Maut System занимается сбором пошлин с крупногабаритных автомобилей, которые въезжают в Германию. Пошлина зависит от грузоподъемности. Сейчас оценка делается вручную, по каталогам. Заказчику хотелось бы автоматизировать процесс, чтобы система позволяла уже на подъезде к терминалу автоматически начислять пошлину и снимать деньги с бесконтактной магнитной карты наподобие той, что используется в московском метро. Задача интеллектуальной камеры — определить массу по формуле, куда входят размер колеса и количество осей, высота и длина грузовика. В проекте используется стереокамера (то есть фактически две камеры), поскольку без нее невозможно сделать трехмерную модель.

В пилотном проекте, выполненном для концерна FIAT, сотрудники «Модуля» разработали Road Marking Detection Block (RMDB) — систему распознавания дорожной разметки. В ней камеру устанавливают на машину. Задача довольно сложна математически — слишком много движущихся объектов. RMDB является базовым элементом так называемой Driver Assistant System, системы помощи водителю. Сейчас эта система действует как активный круиз-контроль: используя радар, она отслеживает дистанцию между машиной и другими машинами в потоке — впереди, сзади и сбоку — и информирует водителя о том, что возникла опасность столкновения. Распознавание полос движения — базовый компонент перспективных DAS. Благодаря архитектуре процессора и оптимизированным под него алгоритмам эта задача решается на одном NeuroMatrix, который справляется с необходимой обработкой в реальном масштабе времени при тактовой частоте всего 40 МГц.

«Модуль» демонстрировал свою разработку BMW, Audi, Renault и Peogeut. Все эти автомобильные гиганты, равно как и Bosch, поставщик микроэлектроники для автомобилей, очень заинтересовались данной разработкой, так как рынок Driver Assistent System для них очень важен. Компании выразили желание закупить образцы, чтобы провести полевые испытания: поставить на автомобиль, поездить по городам и посмотреть, как это работает. К процессу подключилась и компания Fujitsu, поставщик компонентов для автомобильной электроники, которая, обладая лицензией на ядро процессора «Модуля», могла бы поставлять все компоненты системы. Поэтому Fujitsu тоже заинтересована в успехе проекта. Однако более «рафинированные» направления не закрыты и развиваются, хотя и не такими темпами, как хотелось бы «Модулю». Разрабатывается следующая версия процессора; первые его образцы ожидаются во втором квартале следующего года. Подписан контракт с компанией Fujitsu, которая будет изготавливать его по КМОП-технологии на 0,25-0,18 мкм. Новый процессор будет работать на частоте 100-133 МГц, и тогда в тех же интеллектуальных камерах можно будет заменить четыре старых процессора на два новых, а то и на один.

Интеллектуальную собственность «Модуля» ожидает еще более интригующее будущее: ведутся переговоры со знаменитой английской компанией ARM, занимающейся, в отличие от «Модуля», исключительно созданием интеллектуальной собственности — процессорными ядрами для мобильных телефонов, карманных компьютеров и т.п. ( именно по приобретенной у нее лицензии корпорация Intel производит популярный процессор StrongARM).

Эту компанию интересует векторная часть процессора «Модуля». Поскольку в сегодняшних приложениях требуются функции сигнального процессора, ARM в дополнение к собственному ядру нужны DSP-расширения. Если переговоры будут успешными, ARM перенесет векторное ядро «Модуля» на свою платформу, интегрировав его с собственным RISC-ядром.

Пока что в ARM предложили «Модулю» стать партнером в программе, которая называется ATAP (ARM Technology Access Program), куда ARM отбирает участников весьма тщательно, проверив, отвечает ли приглашаемая компания определенным требованиям бизнеса, интересует ли ее соответствующий сегмент рынка, достаточно ли у нее оборудования и квалифицированных инженеров. Но самое любопытное в том, что простой договоренности между двумя компаниями недостаточно. ARM сама по себе не является заказчиком готовых микросхем описанной комбинации, это не ее бизнес: нужен заказчик, который бы потреблял такие микросхемы или купил лицензию. Такого заказчика «Модуль» сейчас подыскивает вместе с Fujitsu. Так как у Fujitsu есть лицензия и на ядро «Модуля», и на ядро ARM, то и их комбинация компании тоже очень выгодна, при условии, если удастся наладить массовый выпуск такого продукта.

Все эти «виртуальные» процессоры наводят на вполне земные мысли. Если уж ARM, компания, мягко говоря, побольше «Модуля», заявляет: «Мы технологическая фирма, у нас есть ядро — интеллектуальная собственность, и мы не хотим тратить собственные ресурсы, сопрягая свое ядро с вашим», то как «Модулю» удается сочетать производство интеллектуальной собственности и интеллектуального «железа»?

Фомин признает, что «Модуль» действительно занимается и тем и другим. По его словам, на Западе фирмы со структурой, похожей на «Модуль», просто нет; там, как правило, все ориентированы на какой-то определенный сегмент рынка.

«Они не могут себе позволить распылять ресурсы, а мы не можем себе позволить подобную политику, поскольку мы новая фирма на рынке, у нас новый продукт с непохожей на все существующее архитектурой, — говорит Фомин. — Мы вынуждены делать все сами. Невозможно продать лицензию на процессорное ядро, не опробовав его в кремнии, а изготовив процессор, невозможно продать процессор, пока для него не будут созданы инструментальные модули и базовое ПО. И дальше по цепочке: невозможно продать инструментарий, пока на его основе не сделана система и не показала вся эффективность архитектуры ядра. Но мы вынуждены это делать, потому что здесь рынок узок, а там мы новички и должны показать все — от самого ядра до прикладной системы».

«Опыт вывода на рынок нашего процессора показал: перевести разработчика с одной процессорной платформы на другую в России очень сложно, а на Западе практически невозможно, — поясняет Груздев. — Архитектура NeuroMatrix предоставляет разработчику новые возможности, но требует также новых подходов к программированию алгоритмов. На Западе этим никто не хочет заниматься. Им нужен готовый продукт, а если полуфабрикат, то нужно показать рынок. А конкурировать на западном рынке с зарубежным же производством — это утопия. И пример с Unimo — тому доказательство. Хорошо, что в России есть ниши, где западная техника не будет использоваться никогда. Но и здесь мы стараемся встретиться с разработчиками еще на этапе их обучения, внедряя наши технологии в учебный процесс вузов. Только сформировав рынок потребителей наших технологий, мы сможем заниматься исключительно интеллектуальной собственностью».

С финансированием тоже непросто. Года полтора компания ищет стратегического инвестора. «Модуль» участвовал в мартовском инвестиционном форуме в Москве, который организовывал Томас Настас, а также в форуме в Сан-Франциско по инвестициям в российский ИТ-сектор.

«Не могу похвастаться, что мы привлекли серьезные инвестиции: вкладывать в российскую компанию инвесторы пока побаиваются, — признается Фомин. — Несовершенство законодательства, несоответствие корпоративной и финансовой документации международным стандартам и общая неразвитость рынка high-tech компаний как товара. Инвестору проще вкладывать в софтверные компании, у которых нет таких больших издержек, как у нас. Очень дорогой инструментарий: рабочие станции, системы Cadence и Synopsys. Дорогое опытное производство. Кроме того, выпуск законченного продукта должен сопровождаться соответствующей рекламной кампанией. Но главное, для продажи процессорного ядра нужно пройти всю цепочку — от разработки ядра до прототипа системы на его базе».

В качестве примера Фомин рассказал о небольшой американской компании BOPS (эта аббревиатура расшифровывается как billion operations per second), в которой три года назад разработали любопытную интересную процессорную архитектуру для высокопроизводительных вычислений, однако дальше создания интеллектуальной собственности не пошли. Как результат — ни одной проданной лицензии, хотя с инвестициями у компании проблем не было.

Фомин оценивает необходимые «Модулю» инвестиции минимум в 15 млн. долл.

«Если бы мы находились со всем нашим опытом и со всеми нашими достижениями где-нибудь на Западе, мы бы нашли инвестора очень быстро — об этом нам все говорят, — уверенно заявляет он. — Но мы в России, и перебираться на Запад не собираемся. В нашей ситуации, пожалуй, больше шансов дождаться вложений от отечественных инвесторов».

Единственный офис «Модуля» находится в Москве. Основной его европейский партнер — компания Fujitsu предложила свою базу для «выхода» в Европу, но это произойдет не раньше следующего года.

«Может быть, это предложение было сделано под влиянием успешной демонстрации нашей технологии в туре производителей автомобилей, — предполагает Фомин. — Они видят, что наши продукты пользуются спросом на автомобильном рынке, да и вообще «интеллектуальный» уровень автомобилей повышается и Fujitsu не хочет упускать свой шанс».

Организационно разделить направления прикладных задач и процессорных архитектур оказалось тоже непросто. Все эти процессы взаимосвязаны. В создании приложений активно участвуют специалисты, которые разрабатывали и базовое программное обеспечение процессора, потому что они его знают лучше всех, а пока, чтобы решать задачи эффективно, надо знать процессор досконально, никакой компилятор сам с этим не справится.

«Модуль» сделал рывок. Это очевидно. Не очень пока понятно направление этого рывка по отношению к тому направлению, в котором двигалась компания последние годы. Казалось бы, после продажи лицензий Fujitsu она должна была войти во вкус производства интеллектуальной собственности. Тем не менее снова «железо», хоть и интеллектуальное. «Действительно, — соглашается Фомин, — гораздо интереснее продавать лицензии и развиваться на отчислениях от продаж конечных изделий, производимых той же Fujitsu. Но, чтобы продать лицензию, надо сделать образец изделия, по крайней мере, пока компания утверждается на рынке. Может быть, со временем «Модуль» станет таким же дизайн-центром, каким сейчас является ARM. Надеюсь, мы к этому придем. А пока беремся сразу за многие вещи, но это не от хорошей жизни, такова специфика нашей действительности. В нормальном мире выгоднее концентрировать усилия в какой-то одной области».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями