多核并行图像处理平台的设计及其应用

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1、多核并行图像处理平台的设计及其应用作者姓名冯唐智导师姓名、职称王勇副教授一级学科控制科学与工程二级学科系统工程申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10710701学号1202121189分类TN82号TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文多核并行图像处理平台的设计及其应用作者姓名：冯唐智一级学科：控制科学与工程二级学科：系统工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：王勇副教授提交日期：2014年12月DesignandApplicationofMulti-coreParallelImageProcessingPlatformAthesissubmittedt

2、oXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlScienceandEngineeringByFengtangzhiSupervisor:ViceProf.WangYongDec2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其

3、它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。本学位论文属于保密，在年解

4、密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着用户对卫星成像需求的不断提高，越来越多的高分辨成像设备应用在星载设备中，导致卫星图像数据急剧增加，对星载设备的数据处理、存储和通信能力提出了更高的要求。为此，本文研究了一种新的星载高性能实时图像处理平台。论文首先根据需求对图像处理平台进行了功能划分，给出了平台的系统设计方案，并针对系统设计方案对核心器件DSP和FPGA进行了选型。其次，根据系统设计方案，给出了外围关键电路模块的详细设计，主要包括电源设计、时钟设计、高速缓存设计、FPGA动态配置与刷新电路设计以及高速数据通信接口设计。同时，还对多核DSP程序设计中的关键问题进行

5、了研究，主要包括多核并行执行模型、多核之间数据通信与同步、多核自启动机制以及多核自启动镜像的制作。再次，针对海量图像数据与星载设备有限的存储空间及通信带宽之间的矛盾，研究了基于小波变换和分级树集合划分（SPIHT）的图像压缩算法，给出了该算法在硬件平台上的多核软件实施方案，包括底层硬件接口驱动软件和上层算法软件实施方案。最后，结合多核DSP的内核架构特点对程序进行了优化，并对压缩算法的性能、效率以及FPGA和DSP之间的高速串口通信效率进行了测试，验证了平台的稳定性和高效性。关键词：图像处理，多核DSP，并行软件设计，高速串行通信，图像压缩论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学

6、位论文IIABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousimprovementofuserdemandforsatelliteimaging,moreandmorehighresolutionimagingsensorsarewidelyusedinthespaceborneequipment,leadingtosatelliteimagedataincreasingdramatically.Thiskindofsituationputforwardhigherrequirementsforthespaceborneequipmentdataprocessing,st

7、orageandcommunicationability.Tothisend,anewspacebornehigh-performancereal-timeimageprocessingplatformisdesignedinthispaper.Accordingtotherequirements,thispaperfirstlymadeafunctionaldivisiontotheimageprocessingplatforma