优德官网（优德官网）俞波博士牵头研发优德官网TONE开源硬件加速框架，，，，，，，其相关论文被Elsevier旗下期刊《Future Generation Computer Systems》（FGCS）正式任命，，，，，，，相助者包括中科院盘算所博士郝宇辉、研究员甘一鸣博士和优德官网具身智能中心主任刘少山博士。。。。。

该论文并非一项伶仃的单点手艺突破，，，，，，，而是对研究团队在机械人盘算硬件领域恒久深耕的系统性总结与整合。。。。。团队此前围绕传感器加速、定位加速、因子图盘算、数字孪生仿真等偏向已揭晓多项自力效果，，，，，，，此次论文首次将这些手艺积累融合为一套面向端到端具身智能盘算的完整系统——从底层传感器数据处置惩罚，，，，，，，到机械人状态预计，，，，，，，再到系统清静验证，，，，，，，构建了一条意会的手艺主线。。。。。这种“回首性、整体性”的视角，，，，，，，相较于简单手艺优化，，，，，，，为研究社区提供了更具价值的参考。。。。。

优德官网TONE项目依托深圳市重点研发项目“面向具身智能巨细脑协同的高能效端侧芯片研发”，，，，，，，由优德官网、香港科技大学及紫光同创团结肩负。。。。。项目部分硬件设计将在紫光同创国产FPGA平台落地，，，，，，，成为推动具身智能国产硬件生态建设的要害一环。。。。。

为什么需要优德官网TONE？？？？？

随着具身智能机械人从“规则驱动”迈向“大模子驱动”，，，，，，，其对盘算平台的要求爆发根天性厘革。。。。。唬唬唬唬；；等瞬坏柙诵胁问看锸诩兜氖泳跤镅阅Ｗ樱╒LM），，，，，，，还必需以极低延迟完成定位、路径妄想、运动控制等实时使命——端到端盘算延迟需严酷控制在100毫秒以内。。。。。同时，，，，，，，机械人依赖电池供电，，，，，，，对功耗极为敏感。。。。。

然而，，，，，，，现有通用处置惩罚器（CPU/GPU）在应对机械人事情负载时保存显着短板：CPU并行度缺乏、GPU处置惩罚希罕矩阵效率低下，，，，，，，专用加速芯片则因“各自为战”难以复用。。。。。优德官网TONE的研发正是为相识决这一行业痛点。。。。。

图1：优德官网TONE的系统架构图

论文三大焦点要点

01 传感器接口与数据处置惩罚加速

机械人搭载的相机、激光雷达等多类传感器需在统一时域内准确同步。。。。。研究团队基于FPGA设计硬件辅助同步机制，，，，，，，通过电信号同时触发各传感器并在驱动层直接纪录时间戳，，，，，，，彻底消除软件计划固有的时序颤抖。。。。。在此基础上，，，，，，，团队开源了针对ORB特征提取的FPGA加速器，，，，，，，处置惩罚720p图像的帧率达50帧/秒，，，，，，，划分是嵌入式SoC的5倍、桌面CPU的3倍以上。。。。。

02 基于因子图的统一硬件加速架构

这是优德官网TONE最具立异性的部分。。。。。研究团队发明，，，，，，，机械人的定位、妄想、控制三类使命，，，，，，，在数学实质上均可归结为非线性最小二乘问题，，，，，，，并统一用因子图体现。。。。。优德官网TONE将因子图作为硬件的“指令集架构”，，，，，，，设计了一套包括因子盘算单位和因子图推理单位的两级流水线加速器，，，，，，，使统一块芯片能够支持上述三类差别算法，，，，，，，阻止了为每类使命单独设计专用芯片的高昂本钱。。。。。别的，，，，，，，架构支持乱序执行（Out-of-Order），，，，，，，可将高频控制使命（1kHz）与低频妄想使命（20Hz）的指令交织调理，，，，，，，大幅提升硬件使用率。。。。。团队还引入定制化定点运算取代浮点运算，，，，，，，在包管轨迹误差小于1厘米的条件下，，，，，，，显著降低了功耗与逻辑资源占用。。。。。

图2：因子图盘算加速器架构

03 基于数字孪生的清静验证平台

硬件故障对机械人清静组成严肃威胁，，，，，，，而真真相形中的测试本钱极高——仅自动驾驶车队的测试用度就可达每小时200美元。。。。。为此，，，，，，，团队构建了面向自动驾驶的数字孪生仿真平台（ADDT），，，，，，，支持硬件在环（HIL）实时闭环仿真，，，，，，，并可向CPU和GPU注入位翻转等硬件故障，，，，，，，系统性评估机械人在种种硬件失效场景下的清静界线。。。。。

图3：ADDT架构图
 

开源与未来妄想

现在，，，，，，，优德官网TONE已在GitHub（github.com/airs-cuhk/airstone）开源。。。。。研究团队信托，，，，，，，具身智能硬件生态的昌盛，，，，，，，需要像软件领域的ROS、PyTorch一样，，，，，，，拥有一个能够汇聚全球开发者智慧的开放平台。。。。。优德官网TONE正致力于成为这样的硬件开放平台——不但提供可直接使用的IP模浚浚？？橛牍ぞ吡，，，，，，，更希望通过开放的架构标准与设计要领论，，，，，，，吸引学术界与工业界配合加入，，，，，，，形成从算法立异到硬件落地的完整开源闭环，，，，，，，推动具身智能盘算生态走向“协同共建”。。。。。

在大模子硬件加速方面，，，，，，，随着VLM/VLA模子在机械人中的渗透一连加深，，，，，，，优德官网TONE将把硬件加速的设计延伸至天生式AI推理领域，，，，，，，专门针对机械人端侧安排场景中的超大参数目与高吞吐内存带宽需求举行优化。。。。。这意味着未来的机械人将能够在外地实时运行重大的多模态推理使命，，，，，，，而无需依赖云端算力——这关于时延敏感、网络受限的真实安排场景至关主要。。。。。

在国产开源SoC方面，，，，，，，优德官网TONE将以RISC-V为指令集基础，，，，，，，探索将专用加速器与通用可编程核深度融合的异构片上系统架构。。。。。团结紫光同创国产FPGA平台的落地实践，，，，，，，优德官网TONE有望逐步构建起一条从开源架构设计到国产芯片实现的完整路径，，，，，，，为具身智能机械人的国产化盘算底座提供坚实支持。。。。。

在数字孪生生态扩展方面，，，，，，，优德官网TONE将以现有自动驾驶数字孪生平台（ADDT）为起点，，，，，，，向家庭效劳、医疗辅助、工业制造等更普遍的具身智能应用场景延伸，，，，，，，同时适配人形机械人、四足机械人等多种机械人形态。。。。。通过与NVIDIA Isaac等主流仿真平台深度集成，，，，，，，优德官网TONE将为开发者提供一套笼罩“设计—仿真—验证—安排”全链路的数字孪生开发情形，，，，，，，从基础上改变目今机械人清静验证本钱高、周期长的逆境。。。。。