DM8168异构多核处理器的协同工作机制关键技术研究与应用

发布时间：2017-05-01 18:13

  本文关键词：DM8168异构多核处理器的协同工作机制关键技术研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,通用处理器与嵌入式处理器都形成了多核、硬件加速计算的趋势。异构多核处理器集成结构与性能不同的处理核心,可以提升系统的性能、降低功耗,在智能监控、智能交通等对处理实时性要求高、处理数据量大的嵌入式音视频处理领域中得到了广泛的应用。核间的协作与通信对于发挥异构多核处理器的性能至关重要,本文以嵌入式音视频应用系统为背景,研究高性能TMS320DM8168处理器的异构多核协同工作的机制,并基于多核间的协作设计实现了多路高清音视频处理系统。首先,结合当前的行业热点以及业界对于高清音视频应用系统的需求,分析了嵌入式异构多核处理器在高清音视频应用中的重要性,给出了基于异构多核处理器TMS320DM8168的多核协作音视频处理方案。其次,针对TMS320DM8168中集成的Cortex-A8、DSP和两个M3核,深入研究了其片上各个处理器之间的通信机制,从处理器结构到底层软件的设计层面研究异构多核协作进行音视频处理的方法,设计实现了基于Sys Link和处理器间通信模块的多核协作的软件框架。第三,分析了软件设计中基于Link的软件结构及任务间的通信方法,研究了基于异构多核的V4L2视频采集与显示框架,设计实现了一套多路高清音视频处理系统。系统实现2路1080P 60fps视频的采集、预处理、编码、显示,基于Boa完成系统的控制和音视频的网络传输。第四,研究了异构多核协作的音视频处理方法。完成基于ALSA框架的音频采集并通过DSP核协作进行音频编码,提出了基于字库的多核协作视频OSD叠加方法,完成多核协作的镜头遮挡检测及运动检测的视频处理功能。最后,对基于SysLink的核间通信模块以及多路高清音视频处理系统进行了功能和性能测试。测试结果表明,系统通过高效的核间通信模块协作各处理器核完成了复杂的音视频处理任务,系统运行稳定,各个处理器核负载均衡,对于异构多核处理器在音视频处理中的应用具有较好参考价值。
【关键词】：TMS320DM8168 异构多核 核间通信 多路高清视频处理 Sys Link
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 异构多核处理器研究与应用现状9-11
• 1.3 论文的主要工作11-12
• 1.4 论文的结构安排12-13
• 第二章 异构多核的音视频处理相关技术13-23
• 2.1 嵌入式多核处理器13-15
• 2.1.1 多核处理器的结构形态13-14
• 2.1.2 异构多核处理器应用的关键技术14-15
• 2.2 异构多核DM8168应用平台15-17
• 2.2.1 TMS320DM8168简介15-16
• 2.2.2 系统总体设计与应用平台16-17
• 2.3 达芬奇技术17-20
• 2.3.1 达芬奇技术简介17-18
• 2.3.2 达芬奇系列异构多核处理器18
• 2.3.3 达芬奇开发环境18-20
• 2.4 音视频处理相关技术20-22
• 2.4.1 彩色空间与视频数据格式20-21
• 2.4.2 音频编码技术21
• 2.4.3 视频编码技术21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 DM8168异构多核协同工作机制23-39
• 3.1 核间通信方案23-24
• 3.2 片上互联与核间通信硬件基础24-30
• 3.2.1 片上互联与内存映射24-26
• 3.2.2 核间中断26-29
• 3.2.3 自旋锁与共享内存29
• 3.2.4 复位与启动29-30
• 3.3 核间通信底层软件的设计与实现30-36
• 3.3.1 处理器间通信介绍30-31
• 3.3.2 处理器间通信模块的设计实现31-34
• 3.3.3 Sys Link的设计与实现34-36
• 3.4 异构核间的任务调用36-38
• 3.4.1 基于Codec Engine的DSP算法调用37
• 3.4.2 基于RPE的算法远程调用37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 多路高清音视频应用系统设计39-55
• 4.1 系统软件设计39-42
• 4.1.1 DVR RDK的软件框架39-40
• 4.1.2 系统软件结构40-42
• 4.2 任务间的通信与协作42-45
• 4.2.1 Link的结构与实现42-44
• 4.2.2 Link间通信与同步44-45
• 4.3 视频采集、预处理与显示45-48
• 4.3.1 基于异构多核的视频采集与显示框架45-47
• 4.3.2 视频的采集与显示47-48
• 4.3.3 视频的预处理48
• 4.4 系统控制与交互模块48-54
• 4.4.1 系统进程间通信49-50
• 4.4.2 系统控制模块的实现50-51
• 4.4.3 网络控制功能的实现51-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 基于异构多核协作的音视频处理技术实现55-67
• 5.1 多核协作的音频采集编码55-59
• 5.1.1 多核协作的音频处理方法55-57
• 5.1.2 音频采集57-58
• 5.1.3 音频编码58-59
• 5.2 多核协作的视频处理方法59-61
• 5.3 中英文OSD的实现61-62
• 5.3.1 多核协作的OSD实现61
• 5.3.2 基于A8核的叠加内容处理61-62
• 5.4 运动检测与遮挡检测的实现62-66
• 5.4.1 运动检测与遮挡检测模块的设计62-63
• 5.4.2 运动检测与遮挡检测算法集成63-65
• 5.4.3 检测结果的处理与显示65-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 系统调试与测试67-78
• 6.1 开发与测试环境：67-70
• 6.1.1 硬件平台67-68
• 6.1.2 软件环境68
• 6.1.3 多核调试技术68-70
• 6.2 核间通信测试70-72
• 6.3 系统功能测试72-76
• 6.3.1 采集与显示72-73
• 6.3.2 网络交互模块73-74
• 6.3.3 OSD功能测试74-75
• 6.3.4 运动检测与遮挡检测75-76
• 6.4 系统性能测试76-77
• 6.5 本章小结77-78
• 第七章 总结与展望78-80
• 7.1 工作总结78-79
• 7.2 展望79-80
• 参考文献80-82
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文82-83
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目83-84
• 致谢84

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