13、面向普适视频处理的应用域驱动系统设计

面向普适视频处理的应用域驱动系统设计

1. 引言

视觉在人类感知中占据主导地位，使得普适可视化和视频处理成为环境智能概念的核心。未来环境智能环境中的普适视频处理，给嵌入式系统设计带来了新挑战。一方面，视频处理子系统需在变化环境中运行，要求具备运行时灵活性；另一方面，用户交互和设备通信会使操作模式、系统负载和服务质量要求产生变化。

在未编码数据的媒体流应用中，多数事件可被预测，若能预测或强制单个任务的执行延迟，就能消除异步控制，实现完全可预测的实时系统，提高系统效率。同时，显示技术和压缩标准的进步，对系统性能提出了更高要求，通用处理器架构难以满足，需采用特定领域的多处理解决方案。

SANDRA（Stream Architecture eNgine Dedicated to Real - time Applications）项目针对这些挑战，采用受应用域关键特性驱动的全局方法。该项目具有大规模并行性、结构化数据的分段规则处理、事件可预测性、多处理速率和明确的时间要求等特点，以此确定了合适的计算模型、硬件模板和编程方法，使应用需求能自然映射到完整的系统解决方案。

2. 应用表示

2.1 应用域特性

SANDRA的目标域是实时媒体流处理，存在以下系统设计问题：
- 大规模并行性
- 结构化数据的分段规则处理
- 事件可预测性
- 多处理速率
- 应用中的明确时间要求

应用模型需捕捉应用和SANDRA硬件的并发和实时属性，同时考虑应用操作的结构化数据大小。结合目标系统的机器描述和应用的并发度、数据大小、时钟速率和层次结构等信息，可确定系统的峰值和平均带宽