5、智能相机片上系统解决方案与可重构架构深度剖析

智能相机片上系统解决方案与可重构架构深度剖析

1. 智能相机片上系统的内存与通信架构设计要点

在设计智能相机片上系统（SoC）的内存和通信架构时，有众多关键因素需要考量。

1.1 关联网格架构

关联网格架构中，数据能在处理器间自由流通。每个处理单元（PE）包含一个8位图形寄存器，用于模拟来自其八个相邻单元输入值的有无情况。该架构无需主动重新配置PE的互连，就能重新配置其用途和计算方式。不过，它依赖应用程序的分析来获取图形，并且每个像素都需要一个PE，这可能导致资源消耗效率低下。

1.2 多处理器片上系统（MPSoC）的通信架构

Xu等人对MPSoC的通信架构进行了研究，他们用交叉开关取代传统的基于总线的模型，使所有处理器都能访问输入数据和内存。交叉开关因其能连接大量主设备和从设备而成为一种流行的总线。但在MPSoC中，必须考虑共享总线上可能出现的拥塞问题，因为PE会使用总线来访问共享资源，这可能对性能产生不利影响。通过仲裁来管理对总线的共享访问，且仲裁通常内置于总线控制器中。研究发现，由仲裁器控制的总线事务比由处理器控制的事务性能更好，交叉开关提供了最大的平均吞吐量，因此推荐在MPSoC设计中使用交叉开关。

1.3 设计时的综合考虑

设计智能相机SoC的内存和通信架构时，要与预期应用的数据移动和访问相匹配。若智能相机SoC用于独立用途，可采用高度数据并行的架构；若灵活性是关键，则流架构可能更合适。可编程PE可采用分层配置或交叉开关，这与软件编程模型相匹配，能减少开发时间。然而，应用的性质以及系统所需的PE和内存的数量与类型，将决定总线的选择。关联网格可视为智能相机SoC的传感和处理单元的组合，适用于需要高吞吐