多内核处理器应用趋势下的高性能视频系统设计

多内核处理器应用趋势下的高性能视频系统设计

时钟频率的提高带来的高功耗、深亚微米半导体制造工艺漏电流产生的高功耗以及更多的设计挑战促使处理器设计制造商开始将思路转向到多内核集成的解决方案上来。多核处理器技术是提高处理器性能的有效方法，因为处理器的实际性能是处理器在每个时钟周期内所能处理指令数的总量，因此增加一个内核，处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增加一倍。上世纪末期，双内核处理器开始进入高端服务器产品。随着Intel和AMD公司先后推出双内核CPU以来，多内核CPU在个人电脑中的应用已经成为无可逆转的趋势，多内核架构在处理器性能、低功耗、缩小系统电路面积等方面都表现出了显著的优势。

从某些方面来说，嵌入式应用对处理器的需求更为苛刻，特别是低功耗、低成本方面。为满足当前嵌入式设备应用越来越高的性能需求，并尽可能地降低功耗，在高端嵌入式处理器领域的一个明显变化是从频率越来越高向多内核架构转变。多内核处理器的需求在很多产品领域显著增加。为加强产品竞争优势，嵌入式处理器提供商在多内核的竞争中纷纷祭出高招。

高性能视频系统需要多核处理器

对于嵌入式系统设计工程师来说，多内核绝不是一种时髦或产品营销时的噱头，而是基于产品性能需求、功耗、集成度、成本等多方面的取舍结果。特别是消费电子产品应用中，单内核处理器依然是绝对的主流。但在部分需要更高处理、控制能力的应用中，双内核处理器早已不是阳春白雪，而这类应用中多媒体类产品占很大的比重，例如视频监控(特别是具有智能分析功能的监控设备)、视频会议系统、数字摄像系统、汽车可视化系统等等。

以视频监控应用系统为例，随着视频监控应用的规模化和网络化，智能化将是视频监控系统发展的另外一个必然趋势。具有智能分析功能的新一代监控系统大大地扩展了视频监控的应用领域，除了传统的安防应用外，人体行为识别和智能交通也将开辟大量的新兴应用市场。

智能视频分析算法的实现形式绝大部分是软件实现，对于嵌入式软件实现来说，较终产品表现的性能优劣与硬件平台的关系很大。毕竟嵌入式平台的资源是有限的，相对普通的计算机平台而言，嵌入式平台计算能力相对低很多，核心芯片缓存相对小，内存容量相对小等等。这些都会给智能视频分析算法嵌入式实现带来困难，所以智能视频分析算法在嵌入式实现时都会进行一定的优化。硬件平台不同会导致优化的策略和程度上有所差异，如果选择的处理器越高，在底层操作上开放的指令和操作越多，优化工具越齐全，则系统整体优化的性能会越好。

智能视频监控设备大部分都是嵌入式设备。智能视频监控属于传统视频监控的扩展与延伸，所以传统的视频监控对硬件平台的要求，智能视频监控也都必须具备。但智能视频监控与传统的视频监控相比，用户的需求更加多样化，例如：作为地铁系统用户，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；对于银行系统用户来说，他们所需要的是ATM机的智能监控分析包括是否有安装假键盘、安装吞卡器，在ATM