3.1. SDK 简介
SophonSDK是算能科技基于其自主研发的 AI 芯片所定制的深度学习 SDK，涵盖了神经网络推理阶段所需的模型优化、高效运行支持等能力，为深度学习应用开发和部署提供易用、高效的全栈式解决方案。
SophonSDK既兼容第三代BM1684芯片，也支持第四代BM1684X芯片。
3.1.1. SophonSDK 包括基础工具包与高阶工具包
3.1.1.1. 基础工具包
基础工具包包括：
tpu-nntc 负责对第三方深度学习框架下训练得到的神经网络模型进行离线编译和优化，生成最终运行时需要的BModel。目前支持Caffe、Darknet、MXNet、ONNX、PyTorch、PaddlePaddle、TensorFlow等。
libsophon 提供BMCV、BMRuntime、BMLib等库，用来驱动VPP、TPU等硬件，完成图像处理、张量运算、模型推理等操作，供用户进行深度学习应用开发。
sophon-mw 封装了BM-OpenCV、BM-FFmpeg等库，用来驱动VPU、JPU等硬件，支持RTSP流、GB28181流的解析，视频图像编解码加速等，供用户进行深度学习应用开发。
sophon-sail 提供了支持Python/C++的高级接口，是对BMRuntime、BMCV、BMDecoder、BMLib等底层库接口的封装，供用户进行深度学习应用开发。
3.1.1.2. 高阶工具包
高阶工具包包括：
tpu-mlir 为TPU编译器工程提供一套完整的工具链，可以将不同框架下预训练的神经网络，转化为可以在算能TPU上高效运行的二进制文件BModel。目前直接支持的框架包括tflite、onnx和Caffe。
tpu-perf 为模型性能和精度验证提供了一套完整工具包。
tpu-kernel 是芯片底层开发接口，既可以调用专用指令实现深度学习业务逻辑的加速，又可以调用通用指令实现客制的各种算法加速。
注解
sophon-demo 提供了x86和SoC环境下针对单模型或场景的综合例程，供用户在深度学习应用开发过程中参考。
sophon-pipeline 提供了一个简易的基于Pipeline的高性能推理框架，能够将前处理/推理/后处理分别运行在3个线程上，最大化的实现并行，供用户在深度学习应用开发过程中参考。
3.1.2. SophonSDK文件夹目录
SophonSDK提供了十一个文件夹模块，具体如下表所示：
文件夹名 |
备注 |
libsophon |
支持sophon设备硬件加速的图像处理、张量运算、模型推理等库 |
sophon-mw |
支持sophon设备硬件加速的多媒体库 |
tpu-kernel |
底层开发接口 |
tpu-nntc |
TPU编译器工具链 |
tpu-mlir |
TPU编译器工具链 |
tpu-perf |
模型性能和精度验证工具包 |
sophon-pipeline |
基于pipeline的高性能推理框架 |
sophon-img |
SoC模式安装包 |
sophon-demo |
针对单模型或者场景的综合例程 |
sophon-sail |
对底层接口进行C++/Python API封装的接口库 |
sophon-rpc |
在PCIe卡产品上将一些计算任务offload到卡上的ARM CPU 上进行 |
注解
SophonSDK内部也提供了一个【SophonSDK文件清单】。
3.1.3. SophonSDK解压后的文件目录
解压后的SDK文件结构如下：
1SophonSDK
2
3├── libsophon_<date>_<hash>
4│ ├── BMCV_Technical_Reference_Manual.pdf
5│ ├── BMCV开发参考手册.pdf
6│ ├── BMLib_Technical_Reference_Manual.pdf
7│ ├── BMLIB开发参考手册.pdf
8│ ├── BMRuntime Technical Reference Manual.pdf
9│ ├── BMRUNTIME开发参考手册.pdf
10│ ├── libsophon_<x.y.z>_aarch64.tar.gz #arm64机器，其他LINUX系统对应的libsophon安装包
11│ ├── libsophon_<x.y.z>_x86_64.tar.gz #x86_64机器，其他LINUX系统对应的libsophon安装包
12│ ├── libsophon_dockerfile
13│ ├── libsophon.MD5
14│ ├── LIBSOPHON_User_Guide.pdf
15│ ├── LIBSOPHON使用手册.pdf
16│ ├── release_version.txt
17│ ├── sophon-driver_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，Debian/Ubuntu系统对应的PCIe卡驱动安装文件
18│ ├── sophon-driver_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，Debian/Ubuntu系统对应的PCIe卡驱动安装文件
19│ ├── sophon-libsophon_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，Debian/Ubuntu系统对应的libsophon运行时环境安装文件
20│ ├── sophon-libsophon_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，Debian/Ubuntu系统对应的libsophon运行时环境安装文件
21│ ├── sophon-libsophon-dev_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，Debian/Ubuntu系统对应的libsophon开发环境安装文件
22│ └── sophon-libsophon-dev_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，Debian/Ubuntu系统对应的libsophon开发环境安装文件
23├── sophon-demo_<date>_<hash>
24│ ├── release_version.txt
25│ ├── sophon-demo.MD5
26│ └── sophon-demo_v<x.y.z>_b909566_20221027.tar.gz #针对单模型或场景的综合例程
27├── sophon-img_<date>_<hash>
28│ ├── bsp-debs
29│ ├── bsp_update.tgz
30│ ├── libsophon_soc_<x.y.z>_aarch64.tar.gz #交叉编译所需文件
31│ ├── release_version.txt
32│ ├── sdcard.tgz #SoC卡刷包
33│ ├── SOPHON_BSP_Technical_Reference_Manual.pdf
34│ ├── SOPHON BSP开发参考手册.pdf
35│ ├── sophon-img.MD5
36│ ├── sophon-soc-libsophon_<x.y.z>_arm64.deb #SoC平台对应的libsophon安装文件
37│ ├── sophon-soc-libsophon-dev_<x.y.z>_arm64.deb #SoC平台对应的libsophon安装文件
38│ ├── system.tgz
39│ └── tftp.tgz
40├── sophon-mw_<date>_<hash>
41│ ├── Multimedia FAQ.pdf
42│ ├── Multimedia Technical Reference Manual.pdf
43│ ├── Multimedia User Guide.pdf
44│ ├── MULTIMEDIA使用手册.pdf
45│ ├── MULTIMEDIA常见问题手册.pdf
46│ ├── MULTIMEDIA开发参考手册.pdf
47│ ├── release_version.txt
48│ ├── sophon-mw_<x.y.z>_aarch64.tar.gz #arm64机器，其他LINUX系统对应的sophon-mw安装包
49│ ├── sophon-mw_<x.y.z>_x86_64.tar.gz #x86_64机器，其他LINUX系统对应的sophon-mw安装包
50│ ├── sophon-mw.MD5
51│ ├── sophon-mw-soc_<x.y.z>_aarch64.tar.gz
52│ ├── sophon-mw-soc-sophon-ffmpeg_<x.y.z>_arm64.deb #SoC平台，ffmpeg运行时环境安装文件
53│ ├── sophon-mw-soc-sophon-ffmpeg-dev_<x.y.z>_arm64.deb #SoC平台，ffmpeg开发环境安装文件
54│ ├── sophon-mw-soc-sophon-opencv_<x.y.z>_arm64.deb #SoC平台，opencv运行时环境安装文件
55│ ├── sophon-mw-soc-sophon-opencv-dev_<x.y.z>_arm64.deb #SoC平台，opencv开发环境安装文件
56│ ├── sophon-mw-soc-sophon-sample_<x.y.z>_arm64.deb #SoC平台，多媒体程序示例文件
57│ ├── sophon-mw-sophon-ffmpeg_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，Debian/Ubuntu系统对应的ffmpeg运行时环境安装文件
58│ ├── sophon-mw-sophon-ffmpeg_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，Debian/Ubuntu系统对应的ffmpeg运行时环境安装文件
59│ ├── sophon-mw-sophon-ffmpeg-dev_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，Debian/Ubuntu系统对应的ffmpeg开发环境安装文件
60│ ├── sophon-mw-sophon-ffmpeg-dev_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，Debian/Ubuntu系统对应的ffmpeg开发环境安装文件
61│ ├── sophon-mw-sophon-opencv_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，Debian/Ubuntu系统对应的opencv运行时环境安装文件
62│ ├── sophon-mw-sophon-opencv_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，Debian/Ubuntu系统对应的opencv运行时环境安装文件
63│ ├── sophon-mw-sophon-opencv-abi0_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，CenterOS系统对应的opencv运行时环境安装文件
64│ ├── sophon-mw-sophon-opencv-abi0_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，CenterOS系统对应的opencv运行时环境安装文件
65│ ├── sophon-mw-sophon-opencv-abi0-dev_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，CenterOS系统对应的opencv开发环境安装文件
66│ ├── sophon-mw-sophon-opencv-abi0-dev_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，CenterOS系统对应的opencv开发环境安装文件
67│ ├── sophon-mw-sophon-opencv-dev_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，Debian/Ubuntu系统对应的opencv开发环境安装文件
68│ ├── sophon-mw-sophon-opencv-dev_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，Debian/Ubuntu系统对应的opencv开发环境安装文件
69│ ├── sophon-mw-sophon-sample_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，多媒体程序示例文件
70│ └── sophon-mw-sophon-sample_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，多媒体程序示例文件
71├── sophon-pipeline_<date>_<hash>
72│ ├── release_version.txt
73│ ├── sophon-pipeline.MD5
74│ └── sophon-pipeline_v<x.y.z>_586366b_20221027.tar.gz #基于pipeline的高性能推理框架
75├── sophon-rpc_<date>_<hash>
76│ ├── release_version.txt
77│ ├── sophon-rpc_<x.y.z>_amd64.deb #x86_64机器，Debian/Ubuntu系统对应的sophon-rpc安装文件
78│ ├── sophon-rpc_<x.y.z>_arm64.deb #arm64机器，Debian/Ubuntu系统对应的sophon-rpc安装文件
79│ ├── sophon-rpc_<x.y.z>.tar.gz #其他系统对应的sophon-rpc安装包
80│ ├── sophon-rpc.MD5
81│ └── sophon-rpc使用指南.pdf
82├── sophon-sail_<date>_<hash>
83│ ├── release_version.txt
84│ ├── Sophon_Inference_zh.pdf
85│ ├── sophon-sail_<x.y.z>.tar.gz #封装了BMLib、BMDecoder、BMCV、BMRuntime的高级接口库
86│ └── sophon-sail.MD5
87├── Sophon SDK文件清单.docx
88├── tpu-kernel_<date>_<hash>
89│ ├── release_version.txt
90│ ├── tpu-kernel-1684x_v<x.y.z>-0d0e513e-221027.tar.gz #自定义算子开发工具
91│ └── tpu-kernel.MD5
92├── tpu-mlir_<date>_<hash>
93│ ├── release_version.txt
94│ ├── tpu-mlir.MD5
95│ └── tpu-mlir_v<x.y.z>-<hash>-<date>.tar.gz #编译器工具链
96├── tpu-nntc_<date>_<hash>
97│ ├── release_version.txt
98│ ├── tpu-nntc.MD5
99│ └── tpu-nntc_v<x.y.z>-<hash>-<date>.tar.gz #模型编译量化工具链
100└── tpu-perf_v<x.y.z>
101 ├── md5sum.txt
102 ├── tpu_perf-<x.y.z>-py3-none-manylinux2014_aarch64.whl
103 ├── tpu_perf-<x.y.z>-py3-none-manylinux2014_x86_64.whl
104 └── tpu-perf-<x.y.z>.tar.gz #模型的性能分析和精度验证工具
注解
提示：<date>指日期，<hash>指哈希值，<x.y.z>指版本号。后续使用${SophonSDK}来指代SDK解压后的根目录：在宿主机上时，它是您解压文件时指定的存放文件的路径；在docker容器中时，若您没有修改SDK下的创建容器脚本，该路径默认为/workspace。
3.1.4. SDK主要模块
硬件驱动及运行时库 LIBSOPHON ： 包含BMCV、BMRuntime、BMLib等库，用来驱动VPP、TPU等硬件，完成图像处理、张量运算、模型推理等操作。
多媒体库 SOPHON-MW : 支持Sophon设备硬件加速的BM-OpenCV和BM-FFmpeg，支持RTSP流、GB28181流的解析，视频及图片的编解码。
模型编译量化工具链 TPU-NNTC ： 支持Caffe、Tensorflow、Pytorch、MXNet、 Darknet、Paddle Paddle、ONNX等框架模型的模型转换；支持模型量化：原始模型 -> FP32 UModel -> INT8 UModel -> INT8 BModel， 同时提供 auto-cali 自动量化工具。
张量运算及图像处理库 BMCV ： 色彩空间转换、尺度变换、仿射变换、投射变换、线性变换、画框、JPEG编码、BASE64编码、NMS、排序、特征匹配。
设备管理 BMLib ： 基础接口：设备Handle的管理，内存管理、数据搬运、API的发送和同步、A53使能等
算丰AI加速库 SAIL ： 支持Python/C++的高级接口，是对BMRuntime、BMCV、BMDecoder等底层库接口的封装。
自定义算子高级编程库 BMLang：基于C++的面向Sophon TPU的高级编程库，与硬件信息解耦，无需了解硬件架构，使用张量数据（bmlang::Tensor）和计算操作（bmlang::Operator）编写代码，最后使用bmlang::compile或bmlang::compile_with_check来生成TPU可以运行的BModel；此外也支持使用BM168X中的arm cpu来实现TPU尚不支持的算子。
算法并行加速编程库 TPUKernel：基于Sophon芯片底层原子操作接口的底层编程接口，需要熟悉硬件架构和指令集。
模型性能和精度验证工具 TPUPerf : 可对模型进行性能分析和精度验证。