基于CPCI总线的多DSP红外多目标跟踪系统

　　0　引言

　　近些年来,一方面,随着红外探测器成像技术的发展,图像分辨率和图像质量变得越来越高,运算量也随之增加。另一方面,由于实际工程需要和信号处理技术的发展,在红外多目标跟踪算法领域,引入了更多高性能的处理算法,使得算法的复杂度和计算量飞速增长,同时对整个处理系统的实时性要求也不断提高。传统的由单DSP或者单PC机构成

　　的红外信号处理平台难以兼顾目标检测跟踪的准确性和实时性,因而对复杂的信号处理算法进行任务分解,并在硬件系统上采取多DSP并行处理已经成为一种重要的处理方法[1]。另外,在红外多目标跟踪系统也要求有实时显示红外图像和跟踪结果,并提供良好的人机交互界面的功能。

　　1　红外多目标跟踪系统概述

　　红外多目标跟踪系统功能示意图。如图1所示。红外多目标跟踪系统将从红外探测器接收到的图像分两路处理,一路传输至上位主机显示;另外一路经过多目标跟踪算法处理后,将跟踪结果送至上位主机进行波门标注等处理。同时,要求上位主机可以监控红外多目标跟踪系统。

　　2　ADSP-TS101 DSP简介

　　ADSP-TS101 DSP属于ADI公司高性能静态超标量处理器TigerSHARC系列,是一款定点/浮点DSP。最高工作频率300 MHz,TS101提供每秒2.4亿次乘累加操作和1.8亿次浮点操作的运算能力,6 Mbit大容量片内SRAM,14.4 GB/s内部存储器带宽,1.8 GB/s外部I/O带宽[2-4]。TS101的一个重要优势就是提供了对多处理器互连的硬件支持。TS101支持的互连系统有两种,分别是:共享总线的多DSP系统和链路口互连多DSP系统。

　　2.1　共享总线的多DSP系统

　　TS101内部集成有支持多处理器系统的分布式仲裁逻辑。同一套外部总线可以直接连接多达8片的TS101和一个主机,而不需要附加任何其他仲裁逻辑,每个处理器都可以申请成为外部总线的主控设备。多处理器除了可以共享外部SRAM、SDRAM、Flash、主机等资源外,DSP之间还可以直接访问其他DSP的内部SRAM和大部分存储器映射寄存器。

　　2.2　链路口互连的多DSP系统

　　TS101有四个链路口(Link Port),每个链路口都由8位双向数据线和另外三根控制线组成。在通信时,链路口的数据线在时钟的上下沿均传输数据。链路口可以运行在1/2核时钟频率,当TS101运行在300 MHz时,每个链路口的吞吐率可以达到300MB/s,四个链路口合起来可达到1.2 GB/s。TS101的链路口为处理器内部或外部的数据传输提供了一个快速、独立的通信机制,是一种点到点的通信方法。在多DSP系统中,可以在板级、板间,通过链路口构成多维处理器阵列系统。

　　2.3　两种互联方式的优劣比较