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# 2.2 重要概念

### 2.3.1 工作模式

Sophon BM168X系列芯片产品涵盖了从末端到边缘到中枢的多种产品形态，可以支持两种不同的工作模式，分别对应不同的产品形态，具体信息如下：

|   BM168X   |            SoC模式            |            PCIe模式           |
| :--------: | :-------------------------: | :-------------------------: |
|  **独立运行**  | 是，BM168X即为独立主机，算法运行在BM168X上 | 否，算法部署在X86或ARM主机，推理运行在PCIe卡 |
| **对外IO方式** |            千兆以太网            |            PCIe接口           |
|  **对应产品**  |           微服务器/模组           |           PCIe加速卡           |

BM168X的软件接口在两种工作模式下是基本相同的，SophonSDK同时支持两种模式，此外还提供了CModel模式作为芯片的软件模拟器，支持在没有相关硬件设备的情况下实现模型转换、部分算法验证等功能。本文在进行实例演示的时候，会进行相应的标注。

### 2.3.2 硬件内存

内存是BM168X应用调试中经常会涉及的重要概念，特别地，有以下3个概念需要特别区分清楚：Global Memory、Host Memory、Device Memory。

* **全局内存（Global Memory）**：指BM168X的片外存储DDR，对BM1684来说，通常为12GB，最大支持定制为16GB。
* **设备内存（Device Memory）和系统内存（Host Memory）**：根据BM168X产品类型或工作模式的不同，设备内存和系统内存具有不同的含义：

|         条目        |                           SoC模式                           |                           PCIe模式                           |
| :---------------: | :-------------------------------------------------------: | :--------------------------------------------------------: |
|       **产品**      |                          微服务器/模组                          |                           PCIe加速卡                          |
| **Global Memory** | <p>4GB A53专用 +</p><p>4GB TPU专用 + </p><p>4GB VPP/VPU专用</p> | <p>4GB TPU专用 + </p><p>4GB VPU专用 + </p><p>4GB VPP/A53专用</p> |
|  **Host Memory**  |                     芯片上主控Cortex A53的内存                    |                            主机内存                            |
| **Device Memory** |                    划分给TPU/VPP/VPU的设备内存                    |                 PCIE板卡上的物理内存（Global Memory）                |

内存同步问题是后续应用调试中经常会遇到的比较隐蔽的重要问题。我们在BM-OpenCV和BM-FFmpeg两个框架内都提供了内存同步操作的函数；而BMCV API只面向设备内存操作，因此不存在内存同步的问题，在调用BMCV API前，需要将输入数据在设备内存上准备好；我们在BMLib中提供了接口，可以实现Host Memory和Global Memory之间、Global Memory内部以及不同设备的Global Memory之间的数据搬运。更多详细信息请参考[《BMLib用户开发手册》](https://doc.sophgo.com/docs/3.0.0/docs_latest_release/bmlib/html/index.html)和[《多媒体用户开发手册》](https://doc.sophgo.com/docs/3.0.0/docs_latest_release/multimedia_guide/html/index.html)。

### 2.3.3 BModel

**BModel：**&#x662F;一种面向算能TPU处理器的深度神经网络模型文件格式，其中包含目标网络的权重（weight）、TPU指令流等等。

**Stage：**&#x652F;持将同一个网络的不同batch size的模型combine为一个BModel；同一个网络的不同batch size的输入对应着不同的stage，推理时BMRuntime会根据输入shape 的大小自动选择相应stage的模型。也支持将不同的网络combine为一个BModel，通过网络名称来获取不同的网络。

**动态编译和静态编译：**&#x652F;持模型的动态编译和静态编译，可在转换模型时通过参数设定。动态编译的BModel，在Runtime时支持任意小于编译时设置的shape的输入shape；静态编译的BModel，在Runtime时只支持编译时所设置的shape。

{% hint style="info" %}
**优先使用静态编译的模型：**

动态编译模型运行时需要BM168X内微控制器的参与(ARM9 for BM1684, A53 for BM1684X)，实时地根据实际输入shape，动态生成TPU运行指令。因此，动态编译的模型执行效率要比静态编译的模型低。若可以，应当优先使用静态编译的模型或支持多种输入shape的静态编译模型。
{% endhint %}

### 2.3.4 bm\_image

```cpp
typedef enum bm_image_format_ext_{
    FORMAT_YUV420P,
    FORMAT_YUV422P,
    FORMAT_YUV444P,
    FORMAT_NV12,
    FORMAT_NV21,
    FORMAT_NV16,
    FORMAT_NV61,
    FORMAT_RGB_PLANAR,
    FORMAT_BGR_PLANAR,
    FORMAT_RGB_PACKED,
    FORMAT_BGR_PACKED,
    PORMAT_RGBP_SEPARATE,
    PORMAT_BGRP_SEPARATE,
    FORMAT_GRAY,
    FORMAT_COMPRESSED
} bm_image_format_ext;

typedef enum bm_image_data_format_ext_{
    DATA_TYPE_EXT_FLOAT32,
    DATA_TYPE_EXT_1N_BYTE,
    DATA_TYPE_EXT_4N_BYTE,
    DATA_TYPE_EXT_1N_BYTE_SIGNED,
    DATA_TYPE_EXT_4N_BYTE_SIGNED,
}bm_image_data_format_ext;

// bm_image结构体定义如下
struct bm_image {
    int width;
    int height;
    bm_image_format_ext image_format;
    bm_data_format_ext data_type;
    bm_image_private* image_private;
};
```

BMCV API均是围绕bm\_image来进行的，一个 bm\_image 对象对应于一张图片。用户通过 bm\_image\_create构建 bm\_image 对象，attach到device memory；使用完需要调用 bm\_image\_destroy 销毁；手动attach到device memory的还需要手动释放；不同BMCV API支持的image\_format和data\_type不同，注意格式要求，必要时需要进行格式转换；更多详细信息请参考[《BMCV用户开发手册》](https://doc.sophgo.com/docs/3.0.0/docs_latest_release/bmcv/html/index.html)*。*

*SAIL库中将bm\_image封装为了BMImage，*&#x76F8;关信息请参考[《*SAIL用户开发手册*》](https://doc.sophgo.com/docs/3.0.0/docs_latest_release/sophon-inference/html/index.html)。