Přihlásit

Implementace algoritmů konvolučních filtrů do hardware programovatelných obvodů

Popis aktivity
Dvourozměrným konvoluční filtrem je nazývána operace nad dvourozměrnými obrazovými daty.

Výpočet konvolučního filtru je náročný na výkon hardware, na kterém je zpracováván – pro každý obrazový bod je nutné provést n2 operací násobení, sčítání a přístupů do paměti, kde n je velikost symetrického okolí zpracovaného bodu (nejčastěji 3,5). Moderní hradlová pole (FGPA) nabízejí dostatek prostředků pro vytvoření hardware, který výpočet filtru může zrychlit i 2n2 násobně.

IP (Intelectual Property) jádrem je běžně nazýván soubor:

        ·Hardware popsaného ve specifickém jazyce (VHDL, Verilog)

        ·Softwarových ovladačů a prostředků pro uživatelskou konfiguraci jádra

        ·Textové dokumentace

 IP jádro bývá integrováno do většího celku, většinou systému na čipu.

Výstup aktivity
Stávající IP jádro bude doplněno o nezbytné funkce a upraveno tak, aby jej bylo možné distribuovat v souladu s ochranou duševního vlastnictví. Bude vytvořena česká a anglická dokumentace jádra
a propagační materiály ve formě vícejazyčných letáků a webových prezentací. Pro snadnější evaluaci jádra zákazníkem budou vytvořeny referenční návrhy.

AD a)
Jádro bylo doplněno o uživatelsky parametrizovatelné prvky, které umožňují snadnější integraci jádra do zákaznického systému. Jádro umožňuje zpracování obrazu o maximálním horizontálním rozlišení 1024 pixelů, výška obrazu limitovaná není. Rychlost zpracování je běžně 800 milionů pixelů za sekundu, rychlost je možné navýšit až na 1200 milionů pixelů za sekundu. K jádru byly přidány dodatečné moduly – modul obarvení šedotónových dat, konverze barevných prostorů a modul přenosu dat. Byly vytvořeny softwarové ovladače jádra.

AD b)
Byla vytvořena dokumentace v českém a anglickém jazyce, která obsahuje vyčerpávající popis jádra s informacemi, jak jádro integrovat do zákaznického systému. Dokumentace je součástí zprávy jako příloha.

AD c)
Byly vytvořeny dva referenční návrhy pro běžně dostupné vývojové desky. Na těchto návrzích byla verifikována funkce IP jádra a byly na nich odladěny softwarové ovladače a prvky zjednodušující integraci jádra do uživatelského systému.

AD d)
Byly vytvořeny propagační materiály ve formě letáků, které mohou být použity při propagačních akcích Technické Univerzity, při účastech na veletrzích nebo na odborných konferencích. Letáky budou zveřejněny na webu poskytovatele (CXI). Druhou formou propagace bylo vytvoření webových stránek fpga.tul.cz, na které byla materiály, které se týkají propagace jádra taktéž přidány. Letáky jsou součástí zprávy jako příloha.

Komercializační potenciál
První přínos je možnost prodeje licencí IP jádra vybraným zákazníkům. Na vybraných akcích (veletrhy, odborné konference, dny otevřených dveří) lze jádro prezentovat jako pomocí letáků, tak pomocí upravených referenčních návrhů (živá prezentace). Dále je jádro a související aktivity prezentováno na výše zmíněných webových stránkách.

Druhou formou prezentace, která slibuje určitý komerční potenciál, je vytvoření povědomí o činnosti prováděné řešiteli. Prezentace jádra nepřímo umožňuje navázání kontaktů s průmyslovými partnery
a možnost navázání budoucí spolupráce.

IP jádro nabízí zajímavý soubor charakteristik, které mohou být uplatnitelné při návrhu aktuálních systémů real-time zpracování obrazových dat a zároveň dává potenciálním partnerům zprávu o kvalitě vědecko-výzkumných aktivit v oblasti návrhu HW na TUL.

Hodnocení realizace
Úkoly, kterým se řešitel zavázal, se podařilo beze zbytku splnit. Byly vytvořeny potřebné úpravy, dokumentace a propagační materiály ve dvou jazykových mutacích. V průběhu plnění projektu byly navázány kontakty s průmyslovými partnery a je jednáno o možné prodeji licence jádra. Tímto bylo i zajištěno navázání možnosti spolupráce na budoucích projektech obdobného charakteru.

Výstupy projektu jsou následující:

Identifikační číslo výsledku

Název výsledku

Druh výsledku

Dosažení

TG01010117-2014V001

Průběžná/závěrečná zpráva

O - jiné

12/2014

TG01010117-2014V002

Realizace projektu

R-Software

6/2015

TG01010117-2014V003

Spuštění webového portálu podpory projektu

O – jiné

6/2015

TG01010117-2014V004

Smlouva o dílo

???

11/2015