Proyecto de Investigación: “Desarrollo y adaptación de un algoritmo de flujo óptico basado en métodos numéricos y paralelismo natural para su implementación sobre Dispositivos Lógicos Programables”

Executive Summary Congreso Arbitrado

Proyecto de Investigación: “Desarrollo y adaptación de un algoritmo de flujo óptico basado en métodos numéricos y paralelismo natural para su implementación sobre Dispositivos Lógicos Programables”.

Investigador Responsable: Gonzalo Elías Blanco Silva

Introducción

Actualmente los sistemas embebidos fungen como parte fundamental tanto de dispositivos comerciales como industriales. Con un crecimiento exponencial que ha superado al de procesadores de uso común, ya que son sistemas diseñados para llevar a cabo una función específica, y donde típicamente el procesamiento es llevado acabo por un micro-controlador, DSP, FPGA o ASIC. Dentro de los cuales sobresale el uso de implementación vía hardware (ASIC y FPGA) en cuanto al uso de estructuras que requieren un manejo de grandes cantidades de información de manera paralela en un único ciclo de reloj, comparado con arquitecturas secuenciales que requieren de múltiples ciclos de reloj para efectuar la misma tarea. Donde aplicaciones basadas en uso de ASIC poseen mayores ventajas sobre cualquier otra, sin embargo representan un proceso de diseño y manufactura complejo, en el cual una vez efectuado imposibilita cualquier cambio en el diseño.  

Para superar dicha problemática en la estructura de los ASIC, la tecnología FPGA ha sido desarrollada. Los cuales son dispositivos que pueden ser reprogramados en múltiples ocasiones, y exhiben un desempeño comparable con los ASIC en términos de velocidad computacional, tamaño y disipación de energía. Convirtiéndolos en plataformas ideales para el desarrollo de investigación académica y prototipado de plataformas.

Para lo cual el presente trabajo considera el uso de FPGA desde el punto de vista de aplicaciones en el campo de visión por computadora, particularmente en el procesamiento de una o más imágenes procesadas mediante operaciones puntales y los elementos necesarios para que estas plataformas sean capaces de realizar el procesamiento de imágenes es descrito.

Objetivo

Desarrollar un sistema de procesamiento de imágenes basado en plataformas FPGA y bancos de memoria FLASH-SRAM.

Alcances

El presente trabajo pretende desarrollar un sistema genérico para el procesamiento de imágenes basado en plataformas FPGA y memorias FLASH-SRAM, el alcance del proyecto es generar un sistema base de procesamiento de operaciones puntuales y de vecindad, en el cual se prueben algoritmos sencillos, así como los requisitos, ventajas y desventajas que se puedan afrontar en este rubro.

Limitaciones

El sistema desarrollado, cuenta con la desventaja de ser un sistema con pobre resolución de salida 256 colores en vez de 16.7 millones posibles en dispositivos VGA, este conflicto es debido a las limitantes del Kit seleccionado, sin embargo al exportarse a dispositivos con 24 bits de salida no representara una limitación.

Así mismo el sistema presenta velocidades de procesamiento aceptables, sin embargo proporciona una pobre capacidad de paralelismo, dado que se emplean memorias SRAM y FLASH (ya que solo se puede efectuar una operación por ciclo de reloj), sin embargo representa una base para la aplicación de algoritmos para el procesamiento de imágenes en este tipo de dispositivos así como pretende en un futuro la adaptación de múltiples memorias, memoria DDR y/o pipeline.

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