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     高速复杂可重构图像并行处理系统

    高速复杂可重构图像并行处理系统采用DSPFPGA混合的架构。在DSP中实现数据处理算法;在FPGA中完成数据预处理、高速传输和其它控制逻辑。两种器件相互配合可以充分发挥各自的优势,提高系统运算性能和传输带宽。

系统的核心部分为两块多DSP 阵列信号处理板,均采用CPCI 6U 的板卡结构。一块板卡为由DSP FPGA 构成的共享总线型紧耦合结构处理板,另一块板卡为由DSP FPGA 通过链路口互连构成的分布式结构处理板。两块板卡分别通过高性能差分信号和单端信号接插件与自定义背板相连,以实现高带宽板间通信。通过背板与两块DSP 处理板相连的还有块接口板。接口板由Virtex-5 FPGA LVDS 图像接口芯片构成,负责图像的发送和接收工作。接口板上的FPGA DSP 处理板上的主FPGA 通过Link Port 链路口通信,实现图像传输。另外还通过LVDS 链路和Serial RapidIO 总线与DSP 处理板上的FPGA通信

    本系统DSP 处理器采用业界领先的ADI 公司ADSP TS201 处理器,该处理器内核工作频率高达600MHz,有24Mb 的片内存储器。TigerSHARC 动态超标量结构使其每周期能够执行多达条指令,进行24 16 位定点运算或个浮点运算。条相互独立的128 位宽度的内部数据总线连接了4Mb 内部存储器,提供四字的数据、指令及I/O 访问和33.6GB/s 的内部存储器带宽。

结构与功能

1) 并行多处理器架构:TS201 组成共享总线型结构;

2) 8 TS201 通过32 位数据总线共享256Mb SDRAM存储器,共享FLASH

3) 8 颗 TS201 通过三颗FPGA 可实现两两互连,DSP 阵列拓扑结构可任意重构。其中,TS201 FPGA 之间通过Link Port 互连,FPGA 之间通过Serial

RapidIOLink Port LVDS 链路互连;

4) TS201 预留Link Port 用于板间互连,主FPGA 提供PCI-E × 1

通道与系统板相连,用于高速数据传输;

5) FPGA 外接高速DDR2 SDRAM,使用SODIMM 内存接口形式,内存条

的容量可以随意选择。

结构与功能

1) 6 TS201 构成链路口互连分布式连接结构;

2) 6 TS201 各自拥有独立的32 位宽度的外部总线,各自拥有32MB 

SDRAM 32MB FLASH

3) 6 TS201 通过两颗FPGA 可实现两两互连,DSP 阵列拓扑结构可任意重构。其中,TS201 FPGA 之间通过Link Port 互连,FPGA 之间通过Serial

RapidIOLink Port LVDS 链路互连;

4) TS201 预留Link Port 用于板间互连,主FPGA 提供PCI-E × 1通道与系统板相连,用于高速传输数据;

5) FPGA 外接高速DDR2 SDRAM,使用SODIMM 内存接口形式,内存条的容量可以随意选择。

基于以上硬件构架,本系统的性能指标如下:

每块DSP 处理板和整个系统的峰值并行处理能力统计如表1-1 所示。

每块DSP 处理板的存储器资源统计如表1-2 所示。

整个系统中各数据传输总线的传输带宽统计如表1-3 所示。

 
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