2. AXCL RaspberryPi 5 Examples 简介#

本项目针对 RaspberryPi 5 平台进行讲解，如何调用 Axera 芯片设计的 PCIE 算力拓展板卡，增强 RaspberryPi 5 的 AI 应用功能。

已适配的AI算法

图像分类
- ResNet、MobileNet、SwinT、ViT 等
目标检测
- YOLO 等
物体分割
- YOLO-Seg、SAM 等
深度估计
- DepthAnythingv2、Metric3D、RAFT-Stereo
语音识别
- Whisper、WeNet
语音合成
- MeloTTS、OpenVoice
多模态
- CLIP
大语言模型
- DeepSeek-R1-Distill、Qwen2.5、InternML2、MiniCPM、Llama3.2、Gemma2、SmolLM2 等
多模态大语言模型
- Qwen2.5-VL、InternVL2.5、MiniCPM-V、SmolVLM
生成式应用
- StableDiffusionv1.5、LivePortrait

2.1. 支持硬件板卡#

2.1.1. M.2 算力卡#

淘宝

芯茧®

	描述
处理器	Octa-corre Cortex-A55@1.7GHz
内存	4/8/16GiB，64bit LPDDR4x
存储	16MiB，Nor Flash
NPU	18TOPs@Int8，72TOPs@Int4
	支持 CNN、Transformer 模型部署，支持 LLM、VLM 部署
视频编码	H.264/H.265，16路 1080@30fps 编码
视频解码	H.264/H.265，32路 1080@30fps 解码
外形尺寸	M.2 2280，M Key
工作电压	3.3 V
整体系统功耗	＜8 w

2.1.2. HAT AI Module#

Sipeed

	描述
处理器	Octa-corre Cortex-A55@1.7GHz
内存	4/8/16GiB，64bit LPDDR4x
存储	32GiB，eMMC
NPU	18TOPs@Int8，72TOPs@Int4
	支持 CNN、Transformer 模型部署，支持 LLM、VLM 部署
视频编码	H.264/H.265，16路 1080@30fps 编码
视频解码	H.264/H.265，32路 1080@30fps 解码
外形尺寸	树莓派HAT
工作电压	5 V
整体系统功耗	＜8 w

2.2. AXCL 概述#

AXCL 是用于在 Axera 芯片平台上开发深度神经网络推理、转码等应用的 C、Python 语言 API 库，提供运行资源管理，内存管理，模型加载和执行，媒体数据处理等 API，其逻辑架构图如下图所示：

2.3. AXCL 概念#

2.3.1. 基本概念#

AXCL 运行时库有 Device、Context、Stream、Task 等基本概念，其关系如下图所示：

Device：提供计算和媒体处理的硬件设备，通过 PCIe 接口和 Host 连接。
- Device 的生命周期源于首次调用 axclrtSetDevice 接口。
- Device 使用引用计数管理生命周期，axclrtSetDevice 引用计数加 1，axclrtResetDevice 引用计数减1。
- 当引用计数减少为零时，本进程中的 Device 资源不可用。
- 若存在多个 Device，多个 Device 之间的内存资源不能共享。
Context：执行上下文容器，管理包括 Stream，内存等生命周期，Context 和应用线程绑定。Context 一定隶属于一个唯一的 Device。Context 分为隐式和显示两种：
- 隐式 Context（即默认 Context）：
  - 调用 axclrtSetDevice 接口指定设备时，系统会创建一个隐式 Context，当 axclrtResetDevice 接口引用计数为零时隐式 Context 被自动销毁。
  - 一个 Device 只会有有一个隐式 Context，隐式 Context 不能通过 axclrtDestroyContext 接口销毁。
- 显示Context：
  - 调用 axclrtCreateContext 接口显示创建，调用 axclrtDestroyContext 接口销毁。
  - 进程内的 Context 是共享的，可以通过 axclrtSetCurrentContext 进行切换。**推荐应用为每个线程中创建和销毁显示 Context **。
Stream：执行任务流，隶属于 Context，同一个 Stream 的任务执行保序。Stream 分为隐式和显示两种：
- 隐式 Stream（即默认 Stream）：
  - 每个 Context 都会创建一个隐式 Stream，生命周期归属于 Context。
  - native sdk 模块（比如AXCL_VDEC_XXX、AXCL_SYS_XXX等）使用隐式 Stream。
- 显示Stream：
  - 由 axclrtCreateStream 接口创建，由 axclrtDestroyStream 接口销毁。
  - 当显示 Stream 归属的 Context 被销毁或生命周期结束后，即使该 Stream 没有被销毁，亦不可使用。
Task：Device 任务执行实体，应用不可见。

2.3.2. 应用线程和 Context#

一个应用线程一定会绑定一个 Context，所有Device的任务都必须基于 Context。
一个线程中当前会有一个唯一的 Context，Context 中绑定了本线程任务执行的 Device。
应用线程中支持通过 axclrCreateContext 创建多个 Context，但一个线程同一时刻只能使用一个 Context。连续创建多个 Context，线程绑定的是最后一个创建的 Context。
进程内支持通过 axclrtSetCurrentContext 绑定当前线程的 Context，连续多次调用 axclrtSetCurrentContext，最终绑定的是最后一次的 Context。
多线程推荐为每个线程显示创建一个Context。
推荐通过 axclrtSetCurrentContext 切换 Device。

AXCL RaspberryPi 5 Examples 简介

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