基于視覺(jué)的駕駛員輔助嵌入式系統(tǒng)(下)

　　接上篇

　　基于圖形處理單元的解決方案

　　圖形處理單元(GPU)屬于圖2所示的應(yīng)用專用處理器(ASIP)。將GPU用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)任務(wù)等并行處理在臺(tái)式電腦領(lǐng)域非常普遍，GPU強(qiáng)大的顯卡能夠使用最初為OpenGL著色器集成的處理元件，作為通用的大規(guī)模并行編程環(huán)境。此外，在高性能計(jì)算領(lǐng)域，GPU已經(jīng)在許多方面取代了DSP。

　　一個(gè)推動(dòng)因素是在消費(fèi)電子行業(yè)的推動(dòng)下，現(xiàn)已提供有數(shù)百個(gè)著色器的強(qiáng)大的GPU架構(gòu)，成本相對(duì)較低。另一個(gè)原因是支持無(wú)限并行操作的OpenCL或?qū)Ｓ蠧UDA編程模式已面市，因此GPU具有良好的可擴(kuò)展性和強(qiáng)大的路線圖。飛思卡爾i.MX6系列等嵌入式多核處理單元(MPU)同時(shí)也集成了強(qiáng)大的GPU，用于加速視覺(jué)處理任務(wù)。一個(gè)嵌入式GPU通常比專用加速器或FPGA的并行處理單元數(shù)量少，指令集的靈活性比DSP低。因此，GPU適用于視覺(jué)處理管道的第二階段和第三階段。迄今為止，嵌入式系統(tǒng)的功率包絡(luò)不支持通過(guò)GPU進(jìn)行全像素處理。這是因?yàn)镚PU擁有巨大的圖形和通用高性能計(jì)算功能開(kāi)銷，而計(jì)算視覺(jué)任務(wù)并不需要它。視覺(jué)處理用不到的其它硬件不僅耗電，還會(huì)大大增加嵌入式平臺(tái)的成本。一個(gè)示例是浮點(diǎn)運(yùn)算支持，在視覺(jué)處理管道的第一階段不需要該功能。

　　另一個(gè)因素是外部存儲(chǔ)器的帶寬限制。盡管一流的臺(tái)式電腦顯卡通常在1GHz下?lián)碛兄辽?56位的寬存儲(chǔ)器總線，但是由于可用的功率包絡(luò)有限，該解決方案對(duì)嵌入式平臺(tái)來(lái)說(shuō)不可行。GPU能夠較好地加快在使用強(qiáng)大的顯卡的PC上開(kāi)發(fā)算法，但對(duì)嵌入式視覺(jué)處理來(lái)說(shuō)效率不高。