多核系統(tǒng)的高效機(jī)器視覺處理研究.pdf

1、機(jī)器人的快速發(fā)展以及技術(shù)的不斷創(chuàng)新突破，使得機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，其中的機(jī)器視覺一直以來都是研究的熱點(diǎn)重點(diǎn)問題。機(jī)器視覺的圖像處理面臨數(shù)據(jù)量大，處理速度慢等問題。隨著多核架構(gòu)的出現(xiàn)，多核并行技術(shù)成為提高圖像處理速度的新手段。但是高性能多核系統(tǒng)芯片快速增長(zhǎng)的功耗成為限制其性能發(fā)展的瓶頸之一。由于受到散熱、封裝、外部供電能力等限制，多核系統(tǒng)芯片的功耗必然受到影響。正是由于功率受限，無法支撐芯片所有晶體管同時(shí)正常工作，從而導(dǎo)致一部分處

2、理器必須關(guān)閉，即所謂的“暗硅”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象將直接導(dǎo)致多核系統(tǒng)芯片實(shí)際所能達(dá)到的性能比理想性能（如并行程序的加速比等）差很多，而且這種性能上的差距還在不斷擴(kuò)大。
　　本文研究了圖像處理中常用算法之一的快速傅里葉變換算法在多核架構(gòu)的并行與實(shí)現(xiàn)以及在暗硅背景下多核系統(tǒng)芯片新的功率分配算法。主要研究成果包括：⑴對(duì)FFT算法的可并行性進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了適合圖像處理的二維快速傅里葉變換算法。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在多核實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，具有十分顯著的加速效

3、果。⑵由于“暗硅”現(xiàn)象，導(dǎo)致了多核系統(tǒng)芯片實(shí)際所能達(dá)到的性能遠(yuǎn)較其理想性能低，并且這兩種性能上的差距還在不斷擴(kuò)大，因此“暗硅”時(shí)代的設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變?yōu)?在功率預(yù)算限制下，使系統(tǒng)的整體性能最優(yōu)。但是由于問題的復(fù)雜性以及外部功率預(yù)算變化的隨機(jī)性，本文提出了一種自適應(yīng)的能量分配方法，基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法的并行功率的分配方法，從而使得總體性能在功率預(yù)算情況下達(dá)到最優(yōu)。與其他三種知名的功率分配方法PGCapping、PEPON、DPPC進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)