초록
본 논문에서는 근접한 Processing Element(PE)들간의 통신 부담을 경감시켜 영상신호를 실시간 처리할 수 있는 새로운 병렬처리 방식 ASIC 구조를 설계한다. 하나의 Sliding Memory Plane (SliM) Image Processor chip을 병렬처리 방식을 사용 $3\times3$ PE를 격자 형태로 연결한다. 제안하는 Image Processor를 구현할 수 있다. Sliding 개념은 별도의 보조 프로세서나 DMA를 사용치 않고 또한 PE들을 interupt 걸지 않고 모든 화소가 이웃 PE로 이동됨을 의미한다. 따라서 근접 통신과 계산이 동시에 일어나 기존의 격자 연결 병렬 컴퓨터의 결정적 단점인 근접 통신 부담을 경감시킬 수 있다. 또한 하나의 PE에 두 개의 입출력용 레지스터 plane을 사용, buffer를 제공하여 입출력 부담을 감소시킨다. SliM Image Processor에서는 단지 4개의 통신 link만으로 8가지 방향의 통신경로를 제공하는 by-passing path에 의해 통신 부담없이 대각선 통신을 수행할 수 있다. 제안하는 유일한 특성들로 인해 영상 신호 처리시 성능을 향상시킬 수 있다. 영상신호 처리를 위한 알고리즘들을 효율적으로 수행키 위한 PE, Image Processor 구조 및 명령어를 설계한다.
This paper proposes a new parallel ASIC architecture for real-time image processing to reduce inter-processing element (inter-PE) communication overhead, called a Sliding Memory Plane (SliM) Image Processor. The Slim Image Processor consists of $3\times3$ processing elements (PEs) connected by a mesh topology. With easy scalability due to the topology. a set of SliM Image Processors can form a mesh-connected SIMD parallel architecture. called the SliM Array Processor. The idea of sliding means that all pixels are slided into all neighboring PEs without interrupting PEs and without a coprocessor or a DMA controller. Since the inter-PE communication and computation occur simultaneously. the inter-PE communication overhead, significant disadvantage of existing machines greatly diminishes. Two I/O planes provide a buffering capability and reduce the date I/O overhead. In addition, using the by-passing path provides eight-way connectivity even with four links. with these salient features. SliM shows a significant performance improvement. This paper presents architectures of a PE and the SliM Image Processor, and describes the design of an instruction set.
