تراشه ی بینایی مبتنی بر پردازنده های سطری/ستونی

امروزه تراشه های بینایی کاربرد وسیعی در پردازش بلادرنگ تصاویر یافتهاند. این تراشه ها با تجمیع حسگرهای تصویر و پردازنده(ها) بر روی یک بستر، محدودیت موجود در تراشه های سنتی مربوط به انتقال اطلاعات از حسگر تصویر به پردازنده را از بین برده اند. انواع مختلفی از این تراشه ها پیشنهاد و ساخته شده اند که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند که با توجه به معیارهای مختلف دسته بندی می شوند. برای مثال محل قرار گرفتن پردازنده ها در کنار حسگرها معیاری برای دسته بندی این تراشه هاست. محل قرار گرفتن پردازنده ها می تواند در کنار پیکسل، در کنار سطر/ستون و یا در کنار کل آرایه باشد. پردازنده های درون پیکسلی بیشترین سرعت را دارند اما سطح هر پیکسل زیاد بوده که این امر داشتن میزان تفیک بالا را غیرممکن می سازند. در مقابل ساختارهای پردازنده در کنار کل آرایه میزان تفکیک بالا و سرعت پایینی دارند. تراشه های بینایی با استفاده از پردازنده های سطری/ستونی علاوه بر داشتن سرعت قابل قبول می توانند میزان تفکیک بالایی نیز داشته باشند. هدف این پایان نامه طراحی و شبیه سازی یک تراشه ی بینایی چند منظوره مبتنی بر پردازنده های ستونی است. این تراشه دارای ساختار پردازنده های دیجیتال «تک دستوره-چند داده ای» (simd)بوده وقادر به پردازش تصاویر سیاه و سفید(تک بیتی) و خاکستری(8 بیتی) می باشد. پردازش های انجام شده توسط این پردازنده ها در سطح پایین و شامل فیلتر مکانی با هسته 5×5 و با ضرایب دلخواه از جمله آشکارسازی لبه و میانگین گیری، فیلتر رده بندی یا آماری از جمله فیلتر میانه، بیشینه و کمینه، فیلترهای ریخت شناسی از جمله فرسایش و گسترش می باشد. تراشه پیشنهادی به گونه ای طراحی شده است که به ازای هر 5 ستون از تصویرآن، از یک واحد پردازنده استفاده شده است. بنابراین سطح مدار متناسب با تعداد ستون و در مقابل، نرخ تصویر متناسب با تعداد سطرهای تصویر است. برای مثال پردازش یک فریم تصویر خاکستری با 64 ردیف در 40 میکروثانیه و پردازش یک فریم سیاه و سفید در 4.8 میکروثانیه انجام می گیرد. برای پیاده سازی این مدار از دو روش روند طراحی دیجیتال و تمام سفارشی استفاده شده است. همچنین برای تأیید صحت عملکرد زمانی مدار از فایل های sdf استفاده شده است. نتایج مربوط به طراحی، پیاده سازی و شبیه سازی یک آرایه ی 64×64 صحت عملکرد مدار را نشان می دهد.