基于多核DSP的视觉图像处理系统_TMS320C6678

中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES基于多核DSP的视觉图像系统ImageProcessingSystemBasedonMulti-coreDSP——TMS320C6678：硬件、软件、算法李功燕博士、副研究员中国科学院微电子研究所中国物联网研究发展中心中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES目录CONTENTS1、多核DSP的概述2、C6678系统设计3、C6678硬件开发4、C6678软件开发5、C6678算法开发6、我们的应用案例1中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES在视觉图像领域的应用DSP作为一种嵌入式高性能处理器，广泛应用于声呐、雷达、遥感、导航、软件无线电、工业检测等领域。在视觉图像领域，主要应用于缺陷检测、尺寸测量、色选、运动目标检测跟踪、字符识别、条码二维识别、视觉定位导航等智能图像处理分析等。在以下几个方面可作为x86PC平台的替代性解决方案：低成本：Davinci平台。高性能：C66x平台，10G。可靠性：无需基于PCI-e的Gige、Camerallink的采集卡。小体积：可实现低功耗、紧凑型结构。结论：当DSP在某细分领域得到广泛应用，意味着行业壁垒的形成。中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES器件的选型目前有两家DSP供应商：TIADIFreescale目前占据市场主要地位的是TI公司的DSP，具体到视觉图像处理领域，如下两个产品系列方向值得关注：Davinci系列：DSP（DM64x）DSP+Cortex-A8（DM81x、DM37x）DSP+ARM9（DM64x）ARMCortex-A8/ARM9（DM38x、DM3x）KeyStone系列：多核DSP（C667x、C665x）多核DSP+ARM（66AK2Ex、AK2Hx）中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES@1.25GHzi.e.a10GHzDSPdelivering320GMACS/160GFLOPSNewandImprovedMemoryArchitecture•LargeOn-ChipRAM/Cache•WideBusHighSpeedEMIF•L1/L2/L3ECCMultipleHighSpeedInterfaces•DSPtoDSP,DSPtoFPGA•BackplaneConnectivity•NetworkConnectionHyperlink:50Gbpsconnectivity*DSPtoDSP(Glueless6670&/6678)*DSPtoFPGAe.g.ConnectingoneormoreantennasImprovedDebugCapability•S/WDevandDebugSupportLeveragedbyCCSLowPower•Smartreflex/40nm•Supports-40Cto105CTCP/IPPacketProcessingandSecurityOffloadHighBWswitchingfabricTeraNet-2TbpsHardwareQueue/DMAbasedonchipCommunication•EnablesMulticoreS/WFrameworkslikeOpenMP,MCAPIetcC6678/4/2/1MulticoreDSPHighlights中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCESNewC66xCore–Upto8NewC66xCores@1GHzto1.5GHz–HighPerformanceFixedandFloatingPointCores–320GMACsTheoreticalacrossall8cores–160GFLOPSTheoreticalacrossall8coresLowPower:10Wat1Ghz,75cforC6678–VariousPoweroptimizationtechniquesincludingSmartReflexMulti-CoreArchitecture–MulticoreNavigator–HyperLink–TeraNetMemoryArchitecture–4MBLocalL2/core–512KB/Core–4MBMulticoreSharedMemory(MSM)–MulticoreSharedMemoryController(MSMC)–BootROM,DDR3-1600MHz(64-bit)–AddressTranslation&ECCAcceleration–Crypto–IPSecESP,AHTunneling,SRTP,GSM/WCDMA/LTEAirInterfaceCiphering–PacketAccelerator–MultipleIPAddr,1Gbps@1.5Mpackets/sec,UDPChecksum,QoSSupportInterfaces–4xRapidIOrev2.1–210/100/1000MbpsEthernetSGMIIportsw/EmbeddedSwitch–PCIeGenIIsingle&doublelanes–TSIPx2,I2C,SPI,GPIO,UARTTechnology–Package-24x24mm,841Pin(Full-array)–CTools4:MulticoredebugandoptimizationTech(Systemtrace&embeddedtracebuffer)TeraNetSystemElementsPowerMgmtDebugEDMASysMonHyperLinkC66xcoreL2Cache/RAM,512KBMemorySystemDDR-364bSharedMemory4MBMulticoreMemoryControllerNetworkCo-ProcessorPeripheralsandI/OsRIOx4TSIPx2UARTSGMIIx2PCIex2SPIl2CGigESwitchMulticoreNavigatorSmartReflex40nmprocessnodePowerEfficientTMS320C6678/4/2/1BlockDiagram中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES目录CONTENTS1、多核DSP的概述2、C6678系统设计3、C6678硬件开发4、C6678软件开发5、C6678算法开发6、我们的应用案例2中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES典型应用方案1典型应用方案2中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES典型应用方案3典型应用方案4中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES目录CONTENTS1、多核DSP的概述2、C6678系统设计3、C6678硬件开发4、C6678软件开发5、C6678算法开发6、我们的应用案例3中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES[0:15]6个LEDEMUJTAGPOWERCLOCK外接电源接口5V/10A千兆网口EMIF8bit5条拨码开关NandFlash512M-bitHyperLink接口UARTRS232/RS485千兆网口PHY1PHY2Max3160IO3输入3输出光电隔离64bitDDR3SDRAMJTAGNORFlash128M-bitSPIEEPROM1M-bitSmartReflexFMC接口[背面]3个复位按键EEPROM128K-bitSPI+3V3+2V5+1V8VCC1V2VCC1V5VCC0V75VREFSSTLVCC1V8CVDDVCC1V0DSPSRIOFPGAIO22对差分对DSPPCIe时钟156M时钟125MDSPSPI+3V3+2V5+1V8+12V[1]系统框图中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES[2]实物图正面展示Picture中国物联网研究发展中心ChinaR&DCenterforInternetofThingsCHINESEACADEMYOFSCIENCES背面展