多内核处理器应用趋势下的高性能视频系统设计

1、多内核处理器应用趋势下的高性能视频系统设计时钟频率的提高带来的高功耗、深亚微米创造工艺漏产生的高功耗以及更多的设计挑战促使处理器设计创造商开头将思路转向到多内核集成的解决计划上来。多核处理器技术是提高处理器性能的有效办法，由于处理器的实际性能是处理器在每个时钟周期内所能处理命令数的总量，因此增强一个内核，处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增强一倍。上世纪末期，双内核处理器开头进入高端服务器产品。随着intel和amd公司先后推出双内核cpu以来，多内核cpu在个人电脑中的应用已经成为无可逆转的趋势，多内核架构在处理器性能、低功耗、缩小系统面积等方面都表现出了显著的优势。从某些方面来说，应用对

2、处理器的需求更为苛刻，特殊是低功耗、低成本方面。为满足当前嵌入式设备应用越来越高的性能需求，并尽可能地降低功耗，在高端嵌入式处理器领域的一个显然变幻是从频率越来越高向多内核架构改变。多内核处理器的需求在无数产品领域显著增强。为加强产品竞争优势，嵌入式处理器提供商在多内核的竞争中纷纷祭出高招。高性能视频系统需要多核处理器对于嵌入式系统设计工程师来说，多内核绝不是一种时髦或产品营销时的噱头，而是基于产品性能需求、功耗、集成度、成本等多方面的取舍结果。特殊是消费产品应用中，单内核处理器依旧是肯定的主流。但在部分需要更高处理、控制能力的应用中，双内核处理器早已不是阳春白雪，而这类应用中多媒体类产品占很

3、大的比重，例如(特殊是具有智能分析功能的监控设备)、视频会议系统、数字摄像系统、汽车可视化系统等等。以视频监控应用系统为例，随着视频监控应用的规模化和网络化，智能化将是视频监控系统进展的另外一个必定趋势。具有智能分析功能的新一代监控系统大大地扩展了视频监控的应用领域，除了传统的安防应用外，人体行为识别和智能交通也将开拓大量的新兴应用市场。智能视频分析算法的实现形式绝大部分是软件实现，对于嵌入式软件实现来说，终于产品表现的性能优劣与硬件平台的关系很大。究竟嵌入式平台的资源是有限的，相对一般的计算机平台而言，嵌入式平台计算能力相对低无数，核心芯片缓存相对小，内存容量相对小等等。这些都会给智能视频分

4、析算法嵌入式实现带来困难，所以智能视频分析算法在嵌入式实现时都会举行一定的优化。硬件平台不同会导致优化的策略和程度上有所差异，假如挑选的处理器越高，在底层操作上开放的命令和操作越多，优化工具越齐全，则系统整体优化的性能会越好。智能视频监控设备大部分都是嵌入式设备。智能视频监控属于传统视频监控的扩展与延长，所以传统的视频监控对硬件平台的要求，智能视频监控也都必需具备。但智能视频监控与传统的视频监控相比，用户的需求越发多样化，例如：作为地铁系统用户，他们需要的功能是检测是否跨越候车的黄线，人群密度是否过大，是否有可疑的遗留物体等；对于银行系统用户来说，他们所需要的是atm机的智能监控分析包括是否有

5、安装假键盘、安装吞卡器，在atm机是否有暴力行为，是否浮现犯罪分子的人脸等。因此，一方面，用户需求的多样化可以使算法随着用户的需求调节。另一方面，智能视频处理要求芯片具有强大的处理能力，有许多算法实现时必需采纳并行处理。因此，传统的基于单内核微控制器的解决计划濒临很大挑战，融合及的异构双处理器或多处理器解决计划，以及具有强大运算能力的多内核处理器是智能视频监控嵌入式平台的可选计划。双内核汇聚式处理器bf561adsp bf561处理器是blackfin产品家族中的一个具有高性能成员，它包括两个自立的处理器核，每个处理器核包含一个双乘法累加器信号处理机，一个类risc命令集，每个内核均采纳彻低的

6、simd架构，包含用于视频加速处理和图像处理的命令。汇聚式处理器的特点是削减或避开了采纳单独的数字信号和控制处理器的需求，从而削减了物料成本，同时极大地简化了软硬件开发任务。blackfin处理器同时提供了全面的计划，独特的低功耗和低设计（blackfin可以由低于2v的外部电压供电），削减了整体的功耗，这对于全天候运行的视频监控来说具有十分重要的意义。双内核bf561具有两倍于bf533处理器的处理性能，两倍的片上存储器，大大增加了数据带宽，并保持与bf533处理器彻低的代码兼容。bf561处理器自带328kb片上存储器提供两个并行数据端口，可以挺直衔接并行ad和da转换器或其他通用外设。b

7、f561处理器还内置了多个自立dma控制器，支持数据自动传输，从而使处理器内核的负担最小化。此外，bf561连续了blackfin处理器具有丰盛接口的特点，为设计带来极大的方便，例如两个双通道全双工同步串行口、两个支持itu-r 656视频数据格式的并行外设接口、spi端口等。向来以来，大部分多内核处理器是集成多个dsp和cpu内核的异构多核处理器，分离将dsp和cpu针对信号处理任务和控制任务，适合于任务划分容易的手机等通信应用。而bf561的双内核dsp是一个例外，每个内核都可以同时单独处理信号处理和控制处理任务，因此无须将这两类任务分离在多个内核之间的分配，设计工程师可以任意地举行任务分配以平衡内核之间的任务处理量。bf561的双核处理器互相自立，工程师可以按照应用分配两个处理器内核的任务，两个内核在执行命令上是相同