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

在设计智能相机片上系统（SoC）时，内存和通信架构的设计至关重要。不同的架构方案各有优劣，需要根据具体的应用需求进行选择。

1.1 关联网格架构

关联网格架构中，数据可在处理器间自由流通。每个处理单元（PE）包含一个8位图寄存器，用于模拟来自其八个相邻单元输入值的有无。该架构能在不主动重新配置PE互连的情况下重新配置其用途和计算方式。不过，它依赖应用分析来获取图，且每个像素都需要一个PE，可能导致资源消耗效率低下。

1.2 多处理器片上系统（MPSoC）通信架构

传统的基于总线的模型可被交叉开关取代，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从设备而受欢迎，但在MPSoC中，需考虑共享总线上可能出现的拥塞问题，因为PE会使用总线访问共享资源。仲裁是管理总线共享访问的常用手段，通常内置于总线控制器中。研究表明，仲裁器控制的总线事务性能优于处理器控制的事务，交叉开关能提供最大的平均吞吐量，因此推荐在MPSoC设计中使用交叉开关。

1.3 设计要点

• 适配应用需求 ：内存和通信系统必须与预期应用的数据移动和访问相匹配。如果智能相机SoC旨在实现独立功能，可使用高度数据并行的架构；如果灵活性是关键，则流架构可能更合适。
• 考虑应用性质 ：应用的性质以及系统所需的PE和内存的数量和类型将决定总线的选择。
• 结合传感与处理单元 ：关