面向圖像處理的異構多核仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、圖像信息在人類生活和社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用，提高圖像處理速度已經(jīng)成為各個領域要解決的熱點問題之一。專用處理器核是解決圖像處理問題的有效手段，但由于任務缺乏并行，不可擴展等缺點，致使許多圖像處理系統(tǒng)難于滿足人們對視頻圖像不斷增長的業(yè)務需求和應用需求。針對這一問題，本文設計實現(xiàn)了面向圖像處理的異構多核處理器仿真平臺系統(tǒng)。
　　 本文首先分析了計算機仿真技術、專用指令集定制技術和多核通信機制，提出了一種基于集束分類模型的指令

2、集定制方法，主要采用集束分類方法把候選指令集進行分類來解決專用指令集定制過程中搜索空間較大的問題。在對圖像處理算法分析過程中，運用該指令集定制方法對圖像處理算法中的一些高頻和耗時操作定制為專用指令，利用Open Virtual Platform(OVP) API對OVPsim中現(xiàn)有處理器進行指令擴展并實現(xiàn)了一款面向圖像處理的專用指令集處理器核。實驗結果表明專用指令集處理器核比原處理器核在性能上有較大的提高。
　　 其次，本文以專

3、用指令集處理器核為輔助核，OVPsim多核模擬器中的MIPS處理器核為主核，實現(xiàn)了一款面向圖像處理的異構多核仿真平臺。本文針對圖像處理算法特性研究了異構多核處理器通信機制，設計了一種基于通信控制單元(Communication Control Unit，CCU)的多核通信模型，采用信箱模塊和DMA模塊來加速異構多核處理器對圖像處理過程中的通信密集型任務和計算密集型任務的處理。本文利用OVP的BeHavior Model(BHM)和Per

4、ipheral Programming Model(PPM) API實現(xiàn)了通信控制單元并對異構多核仿真平臺進行了擴展。經(jīng)過通信模型對比實驗表明，采用通信控制單元的異構多核通信方案比經(jīng)典的CELL異構多核通信方案在效率上提高了11.3％。
　　 最后本文分析了基于縫隙分析的快速紙張計數(shù)系統(tǒng)中的圖像處理算法，以該系統(tǒng)中圖像處理耗時模塊為程序測試集，如中值濾波、形態(tài)學運算等，在本文設計實現(xiàn)的面向圖像處理的多核異構仿真平臺上進行仿真實驗