Analiza parametrów czasowych architektury potokowej specjalizowanych procesorów sprzętowych

• Autorzy: Wiatr K.

Warianty tytułu

EN

The parameters analysis for pipeline architekture of specialised hardware processor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy zagadnień związanych z poszukiwaniem nowych jakościowo metod zwiększania szybkości wstępnego przetwarzania obrazów dla potrzeb szczególnej klasy systemów wizyjnych, będących częścią systemów sensorycznych, stosowanych dla potrzeb automatyki i sterowania w czasie rzeczywistym. Poszukiwanie tych metod polegało na dążeniu do zrównoleglenia obliczeń wstępnego przetwarzania obrazów, poprzez dobór takich elementów obliczeniowych (procesorów) i takiej transmisji pomiędzy nimi (architektura), aby całkowity czas obliczeń był możliwie najmniejszy. W opracowaniu przeprowadzono rozważania teoretyczne, dotyczące różnych architektur równoległej pracy specjalizowanych procesorów sprzętowych, ze szczególnym uwzględnieniem parametrów czasowych poszczególnych rozwiązań. Uzasadniono wybór architektury potokowej specjalizowanych procesorów sprzętowych. Przedstawione koncepcje zostały zweryfikowane w badaniach eksperymentalnych, ze szczególnym uwzględnieniem parametrów implementacji procesorów w układach FPGA. Ważnym aspektem przedstawionych badań jest fakt, że zostały one ukierunkowane w nurt światowych prac badawczych na polu dedykowanych dla użytkownika struktur obliczeniowych (ang. Custom Computing Machines). W artykule przedstawiono analizę parametrów czasowych dotyczącą wyboru architektury jednostki wieloprocesorowej do szybkiej realizacji zadań wstępnego przetwarzania obrazów wizyjnych. Wykorzystując wcześniejsze doświadczenia autora w zakresie systemów czasu rzeczywistego zaproponowano zaimplementowanie w architekturze potokowej specjalizowanych procesorów sprzętowych zbudowanych w oparciu o układy programowalne FPGA. Przedstawiono także wyniki prac eksperymentalnych ze szczególnym uwzględnieniem czasów opóźnień dla poszczególnych operacji.

EN

This paper deals with the problems connected with searching for new, faster methods of image pre - processing required in a special class of image processing systems, being part of sensory systems applied in automatic control engineering. This search consisted in striving after parallel arrangement of image pre - processing computations, by selection of such computational elements (processors) and such a transmission between them (architecture), that the total computation time was the least possible. The paper includes theoretical considerations concerning various architectures of parallel - operating specialised hardware processors, with emphasis on execution times of individual operations. The selection of pipeline architecture of specialised hardware processors has been justified. The concepts presented have been verifield by experiments, using processors implemented in FPGA structures. The work presented is a contribution to worldwide intense research on developind user delicated "Custom Computing Machines". The paper presents time parameters analysis concern on select multiprocessors architecture for high speed image preprocessing. To verify the concept the following processors have been worked out : look - up - table, median filter, convolver, logic processor, and histogram processor (implemented in FPGA structures). The paper includes experimental delay time for particular operations.

Słowa kluczowe

PL

systemy czasu rzeczywistego; architektury systemów wieloprocesorowych; układy programowalne

EN

image processing systems; architecture hardware processors

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 1998
• Tom: Vol. 44, nr 3
• Strony: 391--412
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., schem.

Twórcy

autor

Wiatr K.

• Instytut Elektroniki, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków