圖像處理難點分析及處理器選擇

　　針對圖像處理應用，Blackfin系列DSP還在不斷強化硬件功能模塊的支持，比如，ADSP-BF54x系列Blackfin處理器的最新版本中增加了一個用于處理疊加圖像的硬件加速器和一個擴展視頻接口，它使得色彩空間變換、縮放和圖像疊加等任務(wù)可以在無需處理器參與計算的情況下完成，從而減輕了內(nèi)核的處理壓力，為進行更高性能、更高速度的圖像處理提供了更多空間。

　　軟件特性

　　在指令集方面，Blackfin系列DSP針對圖像處理提供了豐富的向量指令和視頻指令。其中向量指令可以實現(xiàn)對16位數(shù)的操作(大多指令可以并行完成兩個16位數(shù)的操作)。由于圖像處理運算中大多是針對16位數(shù)的操作，因此，通過合理使用這些向量指令來優(yōu)化圖像運算非常重要。不僅Blackfin指令集中的大多數(shù)算術(shù)指令和移位指令都有對應的向量指令，而且，向量指令中還有根據(jù)符號相加、32位數(shù)轉(zhuǎn)16位數(shù)等特殊指令。在對圖像預處理的匯編優(yōu)化中合理的應用這些向量指令，可以提高算法的并行度，并大大加快運算速度。

　　視頻像素指令主要包括BYTEOP16P 、BYTEOP3P 、BYTEOPIP、SAA 、BYTEAPCK，以及BYTEUNAPCK等。一條視頻像素操作指令可以在一個周期內(nèi)完成4對視頻數(shù)據(jù)分量的加、減、加減混合、取平均值，或者相減并求絕對值等11種視頻像素運算。由于視頻像素值一般都是按照8位存放的，所以使用視頻像素指令可以大大提高包括求SAD、像素插值、8位數(shù)和16位數(shù)直接轉(zhuǎn)換等在內(nèi)的各種視頻圖像運算的速度。

　　安全特性

　　在安全性方面，ADI公司的Blackfin Lockbox Secure Technology通過提供一次可編程(OTP)存儲器與安全處理模式(Blackfin安全模式)，將軟件與硬件保護相結(jié)合，為開發(fā)人員提供實現(xiàn)以上安全措施的手段，其中，在OTP存儲器的公共、非安全、用戶可編程區(qū)域開發(fā)人員可以用來存儲公共密鑰，這樣可以通過可控制與可配置的方式來鑒別系統(tǒng)。而在OTP存儲器的私有、安全、用戶可編程區(qū)域，開發(fā)人員則可以設(shè)置私人密鑰等私有器件資產(chǎn)，并保持這些器件資產(chǎn)的機密性與完整性。

　　軟件模塊庫支持

　　ADI公司提供多種針對圖像處理的軟件模塊，包括H.264 Baseline Profile Decoder模塊、能夠按比例縮放具有不同輸入及輸出尺寸圖像的增強視頻后處理(eVPP)模塊、JPEG編碼器模塊MPEG-2 Decoder Simple Main Profile Decoder庫、MPEG-4 Simple Profile Advanced Simple Profile Decoder庫，以及MPEG-4 Simple Profile Advanced Simple Profile Video Encoder模塊等，它們都專門針對Blackfin處理器而優(yōu)化，并經(jīng)過業(yè)界嚴格驗證。

　　ADI公司還專門針對圖像處理應用推出了"Image Tool Box"軟件包，該軟件包由一系列專用模塊組成，并針對圖像處理算法的一些常用和基本函數(shù)進行了專門優(yōu)化，可以進行圖像變換、圖像分析與圖像增強、二值圖像操作以及形態(tài)學處理等圖像處理操作。這款軟件包有利于降低工程師的開發(fā)難度，加速上層算法的實現(xiàn)和優(yōu)化。

　　開發(fā)環(huán)境的支持

　　用于Blackfin系列DSP處理器開發(fā)應用和工程管理的VisualDSP++開發(fā)環(huán)境主要包括集成了ViusalDSP++內(nèi)核的集成編譯和調(diào)試環(huán)境(DIDE);帶實時運行庫的CC/++優(yōu)化編譯器;匯編器和鏈接器，以及仿真軟件和程序例程等。其中，編譯器允許程序開發(fā)人員用C或C++語言編寫信號處理和控制代碼，從而方便了系統(tǒng)的開發(fā)和維護。圖形化的友好用戶信息交換界面使工程師能夠在窗口中進行工程管理、編輯、編譯和調(diào)試程序，并在其間快速輕松地切換。此外，VisualDSP++開發(fā)工具還與Green Hills軟件公司的MULTI環(huán)境、NI公司的LabVIEW軟件，以及MathWorks公司的MATLAB和Simulink軟件相兼容，為系統(tǒng)開發(fā)和模塊復用提供了一個更加便捷、寬松的環(huán)境。