《多总线多dsp实时图像处理操作系统的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多总线多dsp实时图像处理操作系统的设计与实现（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第! “卷第#期! $ $ !年#月计算机学报% 实时图像处理操作系统的设计与实现曹治国华中科技大学图像识别与人工智能研究所武汉? $ $ # ? =! =华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉? $ $ # ? =收稿日期A ! $ $ $ B D $ t u v w x w y w z | ! w w z u“ z # | $ u x w x | u! u % I O s :4 PH7 5 9 J 7 5 s B ; 7 OI P :H7 5 9 J BR * / OO 7 7 7 4 8 98 s I 5 B 9 J HsJ HI L s7 8 4 M s O O J P
2、 LO 8 O 9 s H6 9J P M 5 7 : s OI P4 7 s 8 I 9 J P LO 8 O 9 s H s H; s : : s :J PR * /I P :7 8 4 9 4 M 4 5 O 4 J : s OI PJ P 9 s 8 J : s OO 4 Hs ?多总线实时图像处理系统图(是我们研制的并行系统总体框图, $ % “ :视频总线检测; “ :程序加载; “ :参数加载; “ :图像数据加载;和:算法启动;等任务以及完成结果图像的显示任务#又作为BC D消息基器件#承担BC D总线的资源管理器的职责#负责检测各模件的初始状态“识别器件类型“建立各模件间层次
3、关系“分配D I J线“启动器件正常工作以及负责模件间的消息通信,更重要的是它在并行操作系统中不仅要承担任务调度“资源分配和并发进程管理的任务#还要完成算法中的一些工作,每个扩展板可有一片或多片$ % !在程序界面的引导下!算法研究人员填入: 1 ;所需要的参数!同时指定各子任务执行文件的路径!协议软件的输出就是一个已分解好的子任务集合%图*是 / ? A B C 1是文件头!它说明该文件有几个待传送的数据块如DC / 0 % E - E : + % E 等-各个数据块的起始地址-目的板号和数据块长度% DC / 0 % E 是 要 加 载 到 主 控 板“ # $内 存 中 的 程 序!它
4、由DC / 0 E A B C 1 - : 1 ;和DC / 0 A F G 2 H等部分组成! DC / 0 AF G 2 H指的是将要在主控板上运行的算法程序!它可以由好几个模块组成!如DC / 0 A F G 2 H + ! DC / 0 A F G 2 H * !是子任务描述块!操作系统需要根据: 1 ;中的信息来构造并行结构-进行任务调度和并发处理!由于扩展板受到主控板的控制!所以只有主控板需要: 1 ; !扩展板不需要% DC / 0 E A B C 1中存放的是DC / 0 % E 的构成信息!包括有几个模块-各自的长度和每个模块放在内存中的入口地址% E : + % E ! E
5、 : * % E ! 模块% / ? A B C 1DC / 0 % E DC / 0 E A B C 1 I 1 ; DC / 0 A F G 2 H + DC / 0 A F G 2 H * J DC / 0 A F G 2 H 0 E : + % E E : + E A B C 1 E : + A F G 2 H + E : + A F G 2 H * J E : + A F G 2 H 0 J E : 0 % E E : 0 A B C 1 E : 0 A F G 2 H + E : 0 A F G 2 H * J E : 0 A F G 2 H 0图*协议层文件格式: 1 ;模块中包
6、括算法数-每个算法的子任务数和子任务编号!具有该子任务的板号和“ # $号-该子任务的数据来源和去向等属性%这些属性被定义成一个数据结构!其中!每个属性的数组大小是可变的!它可通过该属性的上一级属性的内容来确定!例如6属性 ?号3 6 4 %当该子任务的结果要传给多个目标节点机时 %如果它是数组 上的子任务和任务调度需要的有关信息上和传送数据至上位机进程) 7 tu , 3O , O 1; # 1 . ;系统总线上的数据通信%受到AB C总线通信速度的限 制实现的= rq通信方式 E0表示执行第0个子任务的节点机的输 入数据是从其他E0个节点机送来4 *02 F (DV表示在E0 个节点机中的
7、第V个节点机的数据输入给执行第0个子任务的节点机2于是4任务分配流程如下Y _0 Ta _? 进程间的通信与同步单就算法子任务而言*其属于任务级的并行方式*任务级的并行结构可能是一主多从的方式*多个从A B C对图像上的不同区域完成同一个子任务.也可能是流水线的方式*不同的A B C承担不同的子任务.还有可能是一主多从和流水线混合型的在图像处理的并行算法中*这些都是经常出现的*并且在一个实际系统中*不同的阶段会采用不同的算法*不同的算法又对应不同的结构如果再考虑那些通信进程*如视频总线数据传输进程D视频总线数据接收进程等*可以发现这些进程有些是完全相互独立的任务集合*有些彼此间有一定的关联*进
8、程间需要相互作用才能共同完成一个任务*并且操作上有一定的先后顺序我们研制的操作系统提供C D E操作*通过信号灯来实现进程间同步为了说明问题*我们举例如下F假设系统有G块电路板*主控板的编号为9 *扩展板依次为5 * H *每板上只有5片A B C * A B C的编号为9 *即有G个节点机*编号依次为9 * 5 * H 算法人员提供的某算法的任务分解情况是F 7 =作为! “ #芯片$将各! “ #的连接口连接 起来得到组相互独立的视频总线%系统中的一个! “ #作为主控! “ # $不同的算法在经过协议软件处理后$完成算法的任务分解并得到3 4 5信息$然后可通过上位机加载到主控! “ #
9、上$再由主控! “ #通过视频总线分发到各从! “ #上%当算法启动后$操作系统首先进行任务分配$主控! “ #将分配结果通过系统总线通知从! “ # $然后开始进入图像序列处理%系统对两种采用不同并行结构1不同图像大小的算法进行了实验$一是红外海面小目标检测算法$另一个是桥梁的识别算法$实验结果见表 = BC D实验表明$本文提出的将任务分解从运行在! “ #芯片上的操作系统中分离出来$通过运行在# (机上的协议软件实现任务分解以及嵌入到! “ # 芯片上的操作系统只完成数据通信1任务分配和并发进程管理等功能的办法$能够满足实时图像识别系统的需要%这种实现方案 在考虑了实时图像处理系统的工作
10、特点的前提下$兼顾了通用的多! “ #系统的设计思想$使得本系统不再使图像处理的算法局限于某种特定的并行结构$同时$操作系统支持即插即用功能$支持了硬件系统的可扩展性$从而大大提高了系统的适应能力%今后$我们还将作如下改进H 8 ? !. A 9 B. C2- 1 9D E B F 9 G G . 0 1G H G I 9 CJ. I 6K 8: ) L M N % M !O B 4 E 0 - P B Q ; 9 . R . 0 1S 0 2G I . I 4 I 9B Q K 9 F 6 0 B P B 1 H “# $ $ % “ # % “_ 0 A B3“N 6 - 0 ? !K 6
11、 9C9 - G 4 E 9 AD 9 E Q B E C- 0 F 9B Q D 9 E G B 0 - P F B CD 4 I 9 E B D 9 E - I . 0 1G H G I 9 CG !N 8 K E - 0 GN B CD 4 I 29 E : H G I 9 CG “ # $ $ U “ # + P - F YZ ? !K 6 9A 9 G . 1 0- 0 A. CD P 9 2C9 0 I - I . B 0B Q - 0B D 9 E - I . 0 1G H G I 9 C I BG 4 D D B E I A . G I E . X 4 I 9 AC4 P I
12、. 2C9 A . - D D P . F - I . B 0 G !S _ _ _O B 4 E 0 - P B 0: 9 P 9 F I 9 AE 9 - G . 0N B CC4 20 . F - I . B 0 G “# $ $ U “# + Goebel V;Halvorsen P Operating system support for multimedia systems外文期刊2000(03)2.Liedtke I;McAuley D;Black R The design and implementation of an operating system to supportd
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