一种面向实时图像处理应用的基于非共享存储的多DSP系统设计

处理器

一种面向实时图像处理应用的基于非共享存储的多DSP系统设计

余跃1，2，孟庆东1，2，李兆麟2

(1.清华大学微电子学研究所，北京100084；

2.清华大学信息技术研究院FIT研究中心，北京100084)

摘要：为了满足图像处理系统对图像处理能力和图像数据通信能力的实时要求，在分析多DSP系统的架构以及多DSP核之间通信机制的基础上，提出了一种基于非共享存储的同构多DSP系统设计。在硬件系统设计的基础上，根据实时系统的层次体系思想，实现了基于实时微内核的实时分布式操作系统DSP/BIOS。

关键词：图像处理；多DSP系统；系统架构；通信机制

中图分类号：TP751

文献标识码：A

Designofamulti-DSPsystembasedon

unsharedmemoryforreal-timeimageprocessing

YUYue1，2，MENGQingDong1，2，LIZhaoLin2

(1.InstituteofMicroelectronics,TsinghuaUniversity,Beijing100084，China；

2.FITResearchCenter，ResearchInstituteofInformationTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084，China)

Abstract：Inordertosatisfytherequirementsofreal-timesystemforimageprocessinganddatacommunication,thispaperpresentsahomogeneousmulti-DSPsystembasedonanalysisofmulti-DSPsystemstructureandthecommunicationmechanisma-mongDSPcores.Thecorrespondingharewaresystemisdesignedinthispaper.Therefore,thispaperanalyzesandimplemnetsare-al-timedistributedOSconstructedbyreal-timemicrokernels.

Keywords：imageprocessing；muti-DSPsystem；systemarchitecture；communicationmechanism

随着计算机产品应用领域的日趋广泛，数字信号处理器(DSP)得到了迅猛发展，采用现有的单核DSP系统已经无法满足对信号处理速度和运算量越来越高的需求。采用同构或异构多DSP系统是解决信号处理瓶颈问题的主要途径，即在功耗增长不大的前提下可大幅度提高性能，具备强大的实时多任务处理能力[1]。目前，多

提取、识别、跟踪技术。为了进一步提高准确性和实时性，采用多DSP完成数字图像处理已经成为一个主要技术途径[2-5]。本文在分析多DSP系统架构的基础上，提出了一种可以提高图像处理能力的非共享存储多核

DSP系统的设计。其中每一个DSP均有各自独立的存

储器、I/O接口。此外，本文还分析了多DSP核之间的通信机制。在硬件系统设计的基础上，基于实时系统的层次体系思想，分析实现了基于实时微内核的实时分布式操作系统DSP/BIOS。

DSP系统的应用广泛，其中包括医学、图像处理、军事、

工业控制、电信等许多领域。

实时图像处理系统要求必须具有大数据量的处理能力，以保证系统的实时性；对系统的体积、功耗等也有较严格的要求。一个典型的数字图像处理系统主要包括图像预处理、图像分割、特征计算、模板匹配、识别和归类、运动分析、目标跟踪等基本功能。在硬件上采用高速的DSP可以在实时条件下实现目标的检测、

1多DSP系统架构的分析

1.1多DSP系统架构

为了满足实时图像处理、任务调度的需要，本文设计了主从结构的多DSP系统架构，如图1所示。设图像匹配处理算法P可以分离为m个子任务，则

《电子技术应用》2009年第3期

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