面向图像处理的可重构协处理器结构设计研究

发布时间：2020-06-25 02:57

【摘要】： 目前的星载图像处理逐渐呈现出计算复杂、数据量大和灵活性高的趋势,亟需相应的高性能数据处理能力以满足实时处理的需求,使得传统的处理器体系结构难以满足应用的要求。从目前的形势来看,研究一种针对星载遥感的图像处理系统具有重要意义。可重构处理系统将灵活性和高效性结合起来,是完成图像处理任务的一种新的解决方案。 本论文以图像处理中高计算量、高并行性和高灵活性的应用为研究对象,提出了可重构协处理器模型——IRC(Image Reconfigurable Coprocessor),并以IRC模型为基础,重点研究了可重构处理单元PU的设计。论文的主要研究工作包括:研究可重构计算技术与系统体系结构,并以此为基础,提出可重构阵列协处理器模型IRC,包括可重构计算单元PU、单元阵列、IRC控制器、配置字存储器和数据缓冲区等部件;根据并行计算模型和图像处理算法的特点,分析协处理器配置指令的设计目标,设计可重构处理单元的配置字指令系统;设计并实现一个高速、高效的可重构处理单元,包括ALU、MAC等数据通路;研究图像压缩重要算法DCT在IRC模型上的映射,依此对IRC的性能进行初步评估,评估结果显示IRC协处理器的性能全面超过了同类其它系统。 最后,文中还指出了IRC协处理器有待完善的地方,为下一步研究工作指明了方向。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP332
【图文】：

图 2 可重构器件与主处理器的耦合方式Figure 2. Different levels of coupling in a reconfigurable system.首先，可重构器件可以作为主处理器的一个功能单元 FU。其特点是在传中附加了一套可随时改变的指令集。此时的可重构单元在主处理器数据一个功能单元与主处理器连接，通过寄存器输入输出计算数据，是最紧式。其次，可重构器件可以作为主处理器的协处理器，通常出现在局部总线处理器共享高速缓存，是一种紧耦合方式。Garp[31]、OneChipARC[11]、NAPA[33]和 Chameleon[34]等可重构计算系统就属于这一类型在于允许可重构器件在没有主处理器的干涉的情况下执行若干个周期的此同时主处理器可以并行地处理其它指令。第三，可重构器件可作为附加处理单元。这种结构原理上类似于多处理器构器件作为主处理器的附属处理器，通常出现在系统总线上，比如 PAM

REMARC结构

【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 戈志伟;面向CIS图像处理SoC的算法、架构及复杂多媒体SoC中通信网络研究[D];天津大学;2012年

本文编号：2728759