A homogeneous multi-processor approach on System-on-Chip for image processing
Approche multi-processeurs homogènes sur System-on-Chip pour le traitement d'image
Résumé
The conception of a real time embedded vision system imposes multiple and severe design constraints, which could be conflicting. Smart camera applications usually requires integration of sofisticated processing near the transducer, with sufficient processing power to run the algorithms at the information flow rate, and using a system of minimal size that consumes little power. Today, transistor integration density enables concentration of the main part, or even all, of a complete system on a sole component (System on a Chip - SoC). A strongly automated design flow is proposed, it reduces the design effort and conception costs, in order to enable fast implementation of complex algorithms into a SoC. Our overall hardware implementation method is based upon meeting algorithm processing power requirement and communication needs with refinement of a generic parallel architecture model. Actual hardware implementation is done by the choice and parameterization of readily available reconfigurable hardware modules and customizable commercially available IPs. Software conception is based upon parallelisation of the algoritms. An homogeneous and regular hardware architecture model is chosen which enables to use parallelisation tools. With the design method, most of the works presented in this thesis are focused on enabling a automated hardware design enviromnent. This includes various works, tools enabling automated generation of a homogeneous network of communicating processors, or hardware components (IP) for communication network, including a paquet router. The presented approach is illustrated with the embedding a real time image stabilization algorithm on SoPC technology.
La conception de prototypes de systèmes de vision en temps réel embarqué est sujet à de multiples contraintes sévères et fortement contradictoires. Dans le cas de capteurs dits "intelligents", il est nécessaire de fournir une puissance de traitement suffisante pour exécuter les algorithmes à la cadence des capteurs d'images avec un dispositif de taille minimale et consommant peu d'énergie. La conception d'un système monopuce (ou SoC) et l'implantation d'algorithmes de plus en plus complexes pose problème si on veut l'associer avec une approche de prototypage rapide d'applications scientifiques. Afin de réduire de manière significative le temps et les différents coûts de conception, le procédé de conception est fortement automatisé. La conception matérielle est basée sur la dérivation d'un modèle d'architecture multiprocesseur générique de manière à répondre aux besoins de capacité de traitement et de communication spécifiques à l'application visée. Les principales étapes manuelles se réduisent au choix et au paramétrage des différents composants matériels synthétisables disponibles. La conception logicielle consiste en la parallélisation des algorithmes, qui est facilitée par l'homogénéité et la régularité de l'architecture de traitement parallèle et la possibilité d'employer des outils d'aide à la parallélisation. Avec l'approche de conception sont présentés les premiers éléments constitutifs qui permettent de la mettre en oeuvre.Ceux ci portent essentiellement sur les aspects de conception matérielle. L'approche proposée est illustrée par l'implantation d'un traitement de stabilisation temps réel vidéo sur technologie SoPC
Loading...