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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.55.2011.tde-31082011-124626
Documento
Autor
Nome completo
Maurício Acconcia Dias
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2011
Orientador
Banca examinadora
Osório, Fernando Santos (Presidente)
Luppe, Maximiliam
Wolf, Denis Fernando
Título em português
Co-Projeto de hardware/software para correlação de imagens
Palavras-chave em português
Co-projeto de hardware/software
Computação reconfigurável
FPGA
Nios II
Processamento de imagens
Resumo em português
Este trabalho de pesquisa tem por objetivo o desenvolvimento de um coprojeto de hardware/software para o algoritmo de correlação de imagens visando atingir um ganho de desempenho com relação à implementação totalmente em software. O trabalho apresenta um comparativo entre um conjunto bastante amplo e significativo de configurações diferentes do soft-processor Nios II implementadas em FPGA, inclusive com a adição de novas instruções dedicadas. O desenvolvimento do co-projeto foi feito com base em uma modificação do método baseado em profiling adicionando-se um ciclo de desenvolvimento e de otimização de software. A comparação foi feita com relação ao tempo de execução para medir o speedup alcançado durante o desenvolvimento do co-projeto que atingiu um ganho de desempenho significativo. Também analisou-se a influência de estruturas de hardware básicas e dedicadas no tempo de execução final do algoritmo. A análise dos resultados sugere que o método se mostrou eficiente considerando o speedup atingido, porém o tempo total de execução ainda ficou acima do esperado, considerando-se a necessidade de execução e processamento de imagens em tempo real dos sistemas de navegação robótica. No entanto, destaca-se que as limitações de processamento em tempo real estão também ligadas as restrições de desempenho impostas pelo hardware adotado no projeto, baseado em uma FPGA de baixo custo e capacidade média
Título em inglês
Hardware/software co-design for imge cross-correlation
Palavras-chave em inglês
FPGA
Hardware/software co-design
Image processing
Nios II
Reconfigurable computing
Resumo em inglês
This work presents a FPGA based hardware/software co-design for image normalized cross correlation algorithm. The main goal is to achieve a significant speedup related to the execution time of the all-software implementation. The co-design proposed method is a modified profiling-based method with a software development step. The executions were compared related to execution time resulting on a significant speedup. To achieve this speedup a comparison between 21 different configurations of Nios II soft-processor was done. Also hardware influence on execution time was evaluated to know how simple hardware structures and specific hardware structures influence algorithm final execution time. Result analysis suggest that the method is very efficient considering achieved speedup but the final execution time still remains higher, considering the need for real time image processing on robotic navigation systems. However, the limitations for real time processing are a consequence of the hardware adopted in this work, based on a low cost and capacity FPGA
 
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Data de Publicação
2011-08-31
 
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