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《基于雙dsp的遙感圖像實時并行處理系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第10卷第6期光學(xué)精密工程Vol.10No.62002年12月OpticsandPrecisionEngineeringDec.2002文章編號1004924X(2002)06054705基于雙DSP的遙感圖像實時并行處理系統(tǒng)郭強,陳桂林(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所,上海200083)摘要:在簡要介紹遙感圖像實時處理系統(tǒng)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上,詳細分析幾種基本的并行處理策略、并行處理技術(shù)及其相關(guān)的并行處理硬件平臺,并針對具體應(yīng)用背景提出了基于雙DSP的遙感圖像實時并行處理系統(tǒng)方案,同時,
2、給出了利用上述并行處理系統(tǒng)實時處理展寬衛(wèi)星云圖的最終結(jié)果。該項并行處理方案的提出為將來星載大數(shù)據(jù)量實時處理技術(shù)的實現(xiàn)做了有益的嘗試。關(guān)鍵詞:DSP;遙感圖像;并行處理中圖分類號:TP752.1文獻標(biāo)識碼:A進入90年代末期,隨著數(shù)字信號處理器1引言(DSP)技術(shù)的日趨成熟,基于多級流水線、多片DSP的并行處理技術(shù)及其相關(guān)解決方案以其高隨著遙感研究的不斷深入,遙感信息的定量性能、低成本、小型化等突出的優(yōu)點倍受人們的關(guān)化分析和應(yīng)用逐步成為該領(lǐng)域的一個重要的研究注。方向。這其中,對遙感圖像的應(yīng)用也從最初的成本文介紹一種基于雙DS
3、P的遙感圖像實時像、地物辨識發(fā)展到對探測目標(biāo)特征的精確獲取并行處理系統(tǒng)的設(shè)計方案,該方案已成功應(yīng)用于以及對遙感器(主要指星載光學(xué)遙感器)工作性能航天遙感器實時在軌評價系統(tǒng)。的在軌評價,所有這些都對傳統(tǒng)的遙感圖像處理方法提出了新的挑戰(zhàn)。2TMS320系列DSP概述就遙感圖像實時處理技術(shù)而言,在90年代以前主要依賴于專用圖像處理機,典型的系統(tǒng)是由數(shù)字信號處理器芯片從80年代開始為人們加拿大MDA公司開發(fā)的基于VAX/VMS的所使用,它引發(fā)了工業(yè)設(shè)計的革命。目前,主要的GICS遙感圖像預(yù)處理系統(tǒng),它由數(shù)據(jù)輸入、格式DSP廠商包括TI、AT
4、&T、Motorola、ADI等,其同步轉(zhuǎn)換、主計算機、數(shù)字化儀、圖像顯示終端、數(shù)中TI的DSP產(chǎn)品已占到全球市場份額的近一據(jù)輸出等硬件設(shè)備及相關(guān)處理軟件組成。半。這里,我們選擇了TI的TMS320VC5409和90年代中前期,由于圖形圖像工作站和個人TMS320C6211DSP來實現(xiàn)系統(tǒng)所需的并行處理計算機性能的迅速提高和價格的大幅下調(diào),其在要求。下面,簡單介紹一下TMS320系列DSP。該領(lǐng)域的主導(dǎo)地位逐步確立,其中,比較著名的系TMS320系列DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)包括:統(tǒng)有美國ERDAS公司的ERADS系統(tǒng)、RSI公司(1)哈佛結(jié)構(gòu)
5、;(2)流水線操作;(3)專用硬件乘法的IDL/ENVI系統(tǒng),澳大利亞ERMapper公司的器;(4)特殊的DSP指令;(5)快速的指令周期。ERMapper+ERRadar系統(tǒng),加拿大PCI公司的哈佛結(jié)構(gòu)是不同于傳統(tǒng)的馮諾曼(VonPCI系統(tǒng)等。我國風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星地面接收站Neumann)結(jié)構(gòu)的并行體系結(jié)構(gòu),其主要特點是將(CDAS)的云圖處理系統(tǒng)是由兩臺SUN4/490前程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲空間中,相應(yīng)的程位機、兩臺FUJITSUM770_10主處理機以及一序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器獨立編址、獨立訪問,從而臺SUN圖形工作站構(gòu)成。
6、使得數(shù)據(jù)吞吐率提高了一倍。收稿日期:20020724;修訂日期:20020910基金項目:風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星工程(No.070705)548光學(xué)精密工程第10卷與哈佛結(jié)構(gòu)相關(guān),DSP芯片廣泛采用流水線8800MIPS。以減少指令執(zhí)行時間,提高處理能力。TMS320就具體產(chǎn)品而言,TMS320系列DSP涵蓋了系列處理器的流水線深度從2~6級不等,即相應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的各個領(lǐng)域。其中包括主要用于的處理器可以并行處理2~6條指令,各條指令處工業(yè)
7、控制的C2x、數(shù)據(jù)通訊的C54x和C55x、圖像于流水線上的不同階段。圖1給出了一個三級流處理的C62x和C67x以及高端的C64x和C8x水線操作的例子。等,這些產(chǎn)品構(gòu)成了完整的TIDSP解決方案。[1_2]3并行處理方案選擇對于一個實時并行處理系統(tǒng)而言,合理地選擇并行處理方案將極大地提高系統(tǒng)的工作性能。下面將在分析常見并行處理方案及系統(tǒng)工作特性的基礎(chǔ)上提出適合于本系統(tǒng)的并行處理方案。3.1常見并行處理方案圖1三級流水線操作并行處理是讓多個處理單元(PE)同時工作,Fig.1Three_levelpipelineoperat
8、ion.從而達到高速處理的目的。從不同的觀點出發(fā),可對并行處理系統(tǒng)進行不同的分類。常見的分類從圖1中可以看出,在第N條指令取指時,方式有:按處理單元的工作方式、按處理單元的控第N-1條指令正在
