边缘计算

NVIDIA JetPack 6.1 通过摄像头堆栈优化和固件 TPM 实现性能和安全性提升

NVIDIA JetPack 不断演进,为满足 边缘 AI 和机器人开发者 的不断增长需求提供最新的软件。每个版本中,JetPack 都会增强性能,引入新功能,并优化现有工具,为用户提供更大的价值。这意味着,您现有的基于 Jetson Orin 的产品可以通过升级到最新版本的 JetPack 体验到性能优化。

JetPack 6 于 2023 年第三季度发布,标志着这一进程中的一个重要里程碑。它引入了强大的功能,如 自带内核 (Bring Your Own Kernel),提供了灵活性,可以引入任何 LTS Linux 内核,并扩展了对更广泛的 Linux 发行版的支持,为不同的开发环境提供了更大的灵活性。

它采用模块化设计,无需升级 Jetson Linux ,即可轻松升级到最新的 JetPack 计算堆栈。伴随这些进步,性能改进(包括增强的硬件加速)可确保 Jetson 平台以峰值效率运行。

JetPack 6.1 功能 

2024 年 7 月,NVIDIA 发布了 NVIDIA JetPack 6.1 ,进一步致力于持续改进 JetPack 堆栈。

其中一项关键改进是增强的 Argus 摄像头堆栈,可将摄像头应用的 CPU 占用率显著降低高达 40%。

另一项新功能是引入基于固件的可信平台模块(Trusted Platform Module,TPM)支持,通过强大的设备认证和安全存储来存储证书和密钥,提供边缘到云的安全性,而无需额外的独立 TPM 硬件。

其他亮点包括 AI 计算堆栈更新、支持安全启动的无线 (OTA) 支持,以及多媒体和网络的改进。

本文将讨论改进的摄像头堆栈和新的 fTPM 功能。

A diagram shows icons for the new features: Enhanced camera stack, enhanced security, upgraded stack, and OTA improvements.
图 1、JetPack 6.1 的新功能
  • 增强型摄像头堆栈 :通过切换到更高效的基于硬件的 Tegra 同步方法,增强型 Argus 库可将使用 Argus 库的摄像头的 CPU 占用率降低高达 40%。
  • 增强安全性 :JetPack 6.1 引入了基于固件的可信平台模块(TPM)支持,无需额外硬件即可通过安全启动、加密密钥管理和平台完整性来增强安全性,从而降低成本和空间需求。
  • 升级堆栈: JetPack 6.1 包含最新升级的计算堆栈。此计算堆栈还可用于 JetPack 6.0 BSP。
    • CUDA 12.6
    • TensorRT 10.3
    • cuDNN 9.3
    • VPI 3.2
    • DLA 3.1
    • DLFW 24.0
  • OTA 改进 :在启用 UEFI 安全启动的情况下,为 NVIDIA Jetson 设备提供基于图像的 OTA 支持。

增强的摄像头堆栈 

JetPack 摄像头堆栈为 NVIDIA Jetson 平台提供了完整的软件和驱动解决方案,实现了强大的摄像头支持。它集成了低级驱动、多媒体 API 和高级图像处理工具,实现了高效的视频捕获、处理和流式传输。该堆栈支持各种摄像头接口,如 MIPI CSI、USB 和以太网,并利用 NVIDIA 硬件加速器执行缩放、去噪和编码等任务。

Argus Camera API 基于 NVIDIA Camera Core 构建,提供可访问的界面,可实现先进的图像捕获、传感器控制和视频处理,同时确保高性能和自定义。这使其成为计算机视觉和人工智能应用的理想之选。

JetPack 6.1 引入了更高效的 Argus Camera API 实现,通过 Argus 将 CSI 摄像头捕获的 CPU 占用率降低高达 40%。这种优化可显著释放处理能力,实现额外任务,并提高使用 CSI 摄像头的应用程序的整体性能。

图 2 显示了 JetPack 6.0 中默认 Argus API 实现与 JetPack 6.1 中同时使用 12 个 CSI 摄像头的增强 Argus API 实现相比,CPU 性能的提升情况。使用基于 AR0234 和双路 IMX274 的摄像头,分辨率为 1920x1200p,30 fps 进行验证。

The horizontal bar chart shows that, with the improved camera stack, JetPack 6.1 consumes up to 40% less CPU bandwidth [MCycles/sec] compared to JetPack 6.0.
图 2、JetPack 6.1 中的摄像头堆栈 CPU 利用率

增强的摄像头堆栈还包含多项稳定性和图像质量改进。

推出基于固件的可信平台模块 

JetPack 通过在每个新版本中集成高级功能来不断增强安全产品,确保 NVIDIA Jetson 平台上提供强大的保护。

基础安全功能有助于为基于 Jetson 的应用提供稳健且全面的安全框架,抵御各种威胁,并确保机密性、完整性和对敏感数据的保护。这些功能包括:

  • 硬件信任根 (RoT)
  • 安全启动
  • 可信执行环境
  • 磁盘加密
  • 内存加密
  • 回滚保护
  • 免受物理攻击

JetPack 6.1 通过引入 基于固件的可信平台模块(Trusted Platform Module,TPM) 来增强 JetPack 平台的安全功能,fTPM 是 TPM 标准 的基于软件的实现。

fTPM 具有多种优势,例如无需额外硬件的安全密钥管理、简化系统设计和降低成本。它支持可信启动和远程证明,确保设备的完整性并防止篡改。通过保护加密操作,fTPM 加强数据保护并实现安全通信。

对于 Jetson 用户,fTPM 提供以下主要优势:

  • 更高的安全性: fTPM 功能通过在可信执行环境(TEE)中创建专用的隔离环境,显著增强了加密操作的安全性。这确保了敏感进程(如密钥生成和加密)免受外部篡改或恶意软件攻击。
  • 数据保护: 它可以安全存储加密密钥、数字证书和密码等关键信息,防止未经授权的访问。这确保敏感数据保持机密性,并且只有授权的组件才能访问。
  • 认证: fTPM 提供加密证明,使系统能够向外部实体展示硬件和软件的完整性和安全性。这种认证功能确保系统的当前状态可以被远程服务器或其他设备等第三方验证和信任。

借助 fTPM,Jetson Orin 设备现在可以增强对未经授权的访问和篡改的保护,使其在人工智能、机器人开发和边缘计算应用中更加安全。

有关更多信息,请参阅 基于 Jetson 固件的 TPM

分销合作伙伴关系 

NVIDIA Linux 发行合作伙伴在支持 Jetson 产品方面也取得了重大进展。以下是一些值得注意的更新:

RedHawk Linux 还支持各行各业的任务关键型应用程序,同时 meta-tegra 社区在帮助 Jetson 产品使用 Yocto 方面发挥了重要作用。NVIDIA 与 Linux 发行合作伙伴的合作日益密切,这使我们能够针对所有开发和部署需求提供理想的 Linux 发行版选项。

JetPack 分支路线图 

JetPack 分支通常会保持大约两年的活动状态,在此期间会定期更新,包括新功能、CVE 修复和 PCN 添加。在此期间之后,分支过渡到维持状态。在维持状态下,它将继续接收 CVE 修复和 PCN 更新,但不再包含新功能。

JetPack 6.1 是 JetPack 6 系列的最后一个活跃版本。在此之后,JetPack 6 分支将过渡到持续支持阶段,并继续接收 CVE 补丁和 PCN 更新。图 3 显示了 JetPack 5 和 JetPack 6 的生命周期。

Diagram shows that a JetPack branch typically stays in an active state for ~2 years post-launch, at which time it transitions to a sustaining state. JetPack 5 was released first in Q1 ‘22 and it is currently in the sustaining state. JetPack 6 was first released in Q3 ‘23 and JetPack 6.1 will be the last active release of JetPack 6, after which it will be in the sustaining state.
图 3、适用于 JetPack 5 和 JetPack 6 的 JetPack 分支路线图。

Jetson 模组产品生命周期更新 

随着对 Jetson Xavier 和 Jetson Orin 产品系列的需求不断增加,NVIDIA 已经延长了以下产品的产品生命周期:

  • NVIDIA Jetson Xavier NX 16GB 模组将从最初计划的 2026 年第一季度延期到 2028 年第一季度。
  • 所有 NVIDIA Jetson Orin 商用模组(包括 AGX Orin、Orin NX 和 Orin Nano 产品)将从最初计划的 2030 年第一季度延长至 2032 年第一季度。

有关更多信息,请参阅 Jetson 产品生命周期

总结 

NVIDIA JetPack 6.1 为使用 Jetson Orin 平台的开发者提供了大量增强功能。主要功能包括升级的摄像头堆栈,可为基于摄像头的 AI 应用带来高达 40% 的性能提升。基于固件的 TPM 的引入可增强安全性和设备认证,从而带来更安全的部署,以及其他一些小改进。

Jetson Orin 用户可以 升级到 JetPack 6.1 ,以充分利用这些进步,并在 AI 和机器人领域发掘新的可能性。

有关更多信息,请参阅以下资源:

 

 

 

 

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