嵌入式多处理器并行处理方法研究

admin · 发表于 2022-8-24 22:04:17

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高性能嵌入式系统是各种复杂的智能感知、智能控制、智能分析系统的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到系统的设计指标。而高性能嵌入式系统的核心题目是高速计算能力与系统功耗和体积之间的矛盾。因此，在有限硬件资源情况下，提高系统的计算能力一直是该领域科学家研究的热点之一。本文针对由多 DSP+FPGA构成的嵌入式系统，以图像处理算法为例，研究了并行处理机制在提高此类系统计算性能中的主要方法及其设计规律。本文的主要研究内容及创新点如下： 1）针对图像处理算法的大数据量吞吐及复杂处理的并行需求与 FPGA 硬件并行处理结构的匹配题目，研究了适用于不同图像处理算法的 FPGA硬件构建特点，提出了基于 FPGA 中DSP Slice 的通用图像处理算法并行设计框架，并以图像高斯滤波和 Sobel 变换为例，仿真实验验证了该方法的正确性。 2）针对 FPGA 中并行计算粒度与图像多尺度高斯滤波算法性能的协同设计题目，研究了多尺度高斯滤波算法参数与 FPGA 并行粒度的变化对算法处理效果的影响规律，建立了多尺度高斯滤波算法的 FPGA 并行粒度优化设计模型，仿真实验验证了该方法的有效性。 3）针对嵌入式多 DSP+FPGA 系统结构的总线共享对于数据传输速度的影响题目，研究了图像处理算法数据并行与处理并行的关系，提出了针对图像处理算法的多 DSP+FPGA 结构中优化算法运行结构模型，仿真实验验证了该方法的有效性。4）为了验证所提出理论的正确性，利用不同的图像处理算法，设计了综合实验，从不同角度验证了所提方法的有效性。

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