Figures

Objet

L'objet de cette recherche est le développement d'outils permettant la généra-tion rapide et automatique de circuits intégrés (ou de jeux de circuits intégrés) destinés à implémenter à la demande et de manière compacte et économique des systèmes de vision en temps réel. Ces travaux sont effectués en collaboration avec le Laboratoire Système de Perception de la DGA/ETCA dans le cadre de leur projet Calculateur Fonctionnel.

Contenu

L'approche retenue est appelée émulation / dérivation. Elle est articulée autour du Calculateur Fonctionnel qui est une machine massivement parallèle (1024 processeurs en réseau à maille cubique 8 x 8 x 16) de type flot de données qui travaille à la volée et en temps réel sur des flots vidéo numériques et que l'on programme dans un langage fonctionnel (similaire à FP). Le mode d'exécution flots de données a été choisi parce qu'il est particulièrement bien adapté à l'approche émulation / dérivation.

Au cours de la phase d'émulation, l'utilisateur peut développer et mettre au point ses applications sur le Calculateur Fonctionnel de manière interactive et dans des conditions réelles. Il écrit un programme dans un langage fonctionnel adapté à l'architecture : chaque fonction primitive de ce langage correspond à un opérateur implémentable sur un processeur et chaque forme fonctionnelle (composition, construction) correspond à un assemblage d'opérateurs (en série, en parallèle) sous forme de graphe flots de données. La figure 1 montre un exemple très simple de détecteur de points de contours. L'opérateur D(n,p) est paramétrable et fournit en sortie un flot de pixels décalé de n lignes et p colonnes par rapport à son flot d'entrée. L'opérateur THR(v) effectue un seuillage par rapport à un paramètre. Les opérateurs SUB, ABS et MAX effectuent des opérations arithmétiques simples sur les flots de données. La figure 2 montre le graphe d'opérateurs flots de données correspondant et la figure 3 montre comment un tel graphe peut être placé et "routé" sur un réseau de processeurs flots de données. La figure 4 montre la réalisation matérielle du Calculateur Fonctionnel. La figure 5 montre le résultat d'émulation tel qu'on peut le voir en temps réel sur les moniteurs du Calculateur Fonc-tionnel pour une application plus complexe (détection de défauts dans une texture régulière).

La dérivation consiste à extraire une description de circuits VLSI à partir d'une application émulée sur le Calculateur Fonctionnel. L'approche flots de données garantit que cela est possible et faisable efficacement. La description des circuits est une liste de composants interconnectés. Une description est obtenue pour chaque opérateur utilisé par la simplification de celle du processeur du Calculateur Fonctionnel en tenant compte des ressources effecti-vement utilisées. Ces descriptions sont ensuite fusionnées conformément au graphe d'opéra-teurs. La figure 6 montre un jeu de deux circuits qui implémente le détecteur de défauts émulé.

Situation

Les études en cours visent à améliorer la performance et la généralité des outils afin de pouvoir traiter des applications plus importantes et plus variées. De nouvelles applications sont également en cours de développment.

Références

(1) J. Sérot, G. Quénot et B. Zavidovique: "De la programmation fonctionnelle au traitement d'images temps réel". Technique et Science Informatiques 14(7), Sept. 1995.

(2) I. Kraljic, G. Quénot and B. Zavidovique: "Retargeting Field-Programmable Operator Arrays". Third Canadian Workshop on Field-Programmable Devices, Montréal, Canada, 29 May -1 June 1995.

(3) I. Kraljic, G. Quénot and B. Zavidovique: "From real-time emulation to ASIC integration for image pro-cessing applications". 8th Annual IEEE Intl. ASIC Conference, Austin, Texas, 18-22 September 1995.

(4) I. Kraljic, G. Quénot and B. Zavidovique: "High level synthesis by systematic derivation of vision automata from emulation results". In G. Saucier and A. Mignotte, editors, Logic and Architecture Synthesis: State of the Art and Novell Approaches, pages 300-306. Chapman & Halll, 1995.

* Laboratoire Système de Perception, DGA/ETCA

** Institut d'Électronique Fondamentale, Université d'Orsay Paris XI

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