高性能DSP的嵌入式视觉应用:借机器一双慧眼

ADSP-BF608/9为嵌入式视觉应用带来双核高性能处理器

无论是从最初的视频监控应用到汽车视觉ADAS系统以及各种创新型的嵌入式视觉应用，最根本的要求是“视觉”——满足需求清晰度的视频处理。而另一方面，当前嵌入式视觉更加注重融入智能分析特性，这对嵌入式系统处理器提出了更高的要求，需要更快速的视频处理能力和更强大的智能运算分析能力。

ADSP-BF608/9在设计之初充分考虑到这些应用需求，针对嵌入式视觉应用进行了优化，并均配备一种称为“流水线视觉处理器(PVP) ”的高性能视频分析加速器——PVP由一组可配置的处理模块构成，设计用于加速多达5个并行图像算法，从而实现极高的分析性能，每秒可实现250亿次的数学运算，可以完成的功能包括对象监测、跟踪和识别等。

“当前业界在视频分析算法上尚没有统一标准，每一个客户的算法千差万别，因此处理器需要针对客户的不同算法提供足够的灵活性。”ADI DSP亚太区业务经理陆磊指出。“ADSP-BF608/9的PVP模块提供足够的灵活性，是一种灵活的视频处理引擎，具体来说，包括卷积、缩放、算数模块等12个高性能、配置灵活的信号处理模块，支持各种常用算法。”陆磊进一步分享道，“视频进入PVP后将经过滤波器、索菲尔边沿检测、极坐标变换、边沿分裂。以800×480分辨率的视频图像为例，如果这部分运算不是在PVP而是在Blackfin中运算，需要3个500MHz的Blackfin内核。”

对于当前的嵌入式视觉应用，低功耗也是一个重要的特性需求。PVP的高性能不仅节省了内核资源，提高了处理器的运算能力，还大大降低了功耗。此外，在PVP设计时进行了特别的优化，可以简化对内存存储以及读写，其中一个重要的好处就是低功耗，因为处理器在读写内存的时候通常会消耗更多的功耗。

除了高性能PVP带来的低功耗优势外，BF60x系列具有动态电源管理，处理器可以调节不同的时钟频率以提供相应的功率(例如，当处理器的时钟频率降低25%时，BF608/9的功耗也会随之降低25%)。另外，BF608/9基于一种选通时钟内核设计，可按照逐条指令来选择性地切断功能单元的电源，还支持多种针对所需 CPU 动作极少(或根本不需要 CPU 动作)期间的省电模式。因此，ADSP-BF608/9的低功耗特性突出，在25℃时典型功耗为400mW。

另外，BF608/9有丰富的外设和连接存储器接口：DDR2、LPDDR、RSI(移动存储接口，支持MMC、SD、SDIO和CE-ATA)连接能力;USB2.0、以太网、5类串行接口、用于CMOS传感器和LCD的ePPI;用于高速多处理的链路端口(Link Port)。丰富的接口为客户的设计多样性提供了很好的支持。

性价比永远是市场竞争的关键利器，而对于刚开始风生水起的嵌入式系统来说尤其如此。陆磊表示：“ADI在为BF608和BF609的设定性能目标时，注重的不仅是DSP的时钟频率和处理能力，还包括性能价格比、性能功耗比、性能面积比。”

ADSP-BF608/9的典型应用

ADSP-BF608/9集成的PVP有多达5种视频分析功能，单个处理器可以满足所有嵌入式视觉应用，是当前许多嵌入式视觉应用的适合之选，例如高级汽车辅助驾驶系统、工业机器视觉和安防/监控系统等。

⒈安防监控

未来的监控市场发展在于智能分析，而且是在高清监控的基础上智能分析才能发挥得淋漓尽致。对于安防应用来说，涉及的面很广，通常不同厂商和终端客户都有这样或那样不同的需求，包括清晰度、实时处理以及功能上的差异化需求。比如有些用户是地铁系统的，他们需要的功能是检测是否跨越候车的黄线，人群密度是否过大，是否有可疑的遗留物体等;有些用户是银行系统的，他们所需要的是ATM机的智能监控，如分析是否有安装假键盘、安装吞卡器，在ATM机是否有暴力行为，是否出现犯罪分子的人脸等。

因此，越来越多的安防应用需要加入智能识别算法，例如在指定的时间加入的车辆、行人出入数量、反向行驶的检测、车牌识别等等。这种应用中，BF608/9可以作为协处理器，将视频进行分析，然后将结果送回主处理器。与一般把所有视频全部存储的系统相比，后者需要比较高的带宽和存储，前者可以实现只存储需要的东西，从而节省硬盘空间，降低系统整体成本。这种应用对DSP的传输要求越来越高，一方面要求图像预处理算法尽量优化、精简，另一方面也对图像预处理主芯片的内核处理能力