بهبود کارایی در سیستم های پردازش تصاویر با استفاده ی کارآمد از توسعه های simd

با پیشرفت تکنولوژی در دنیای امروز، سرعت و کارایی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در زمینه پردازش تصویر بسیاری از کاربردهای بی درنگ وجود دارند که در آن ها زمان انجام پردازش، حیاتی و یا حداقل مهم و قابل توجه است. بنابراین با افزایش کارایی و سرعت سیستم های پردازش تصویر، می توان علاوه بر استفاده از آن ها برای کاربردهای بی درنگ، امکان جایگزین کردن آن ها با سیستم های گذشته را فراهم نمود. امروزه توسعه ی معماری مجموعه دستورالعمل های simd بهترین راه حل برای افزایش سرعت و کارایی در انجام محاسبات و پردازش های سنگین بر روی تصاویر است. هدف این پایان نامه بررسی عللی است که موجب می شوند این توسعه کارایی کافی در برآورده کردن خواسته های محاسباتی پردازش تصویر را فراهم نکند و گسترش و غنی کردن مجموعه ی دستورالعمل های آن ها در جهت کاستن اثر این عوامل مخرب و ارتقای یکی از این توسعه ها به نام mmx مورد توجه قرار گرفته است. به منظور بررسی تسریع روش بهبود یافته نسبت به روش قبل، چندین هسته و کاربرد پردازش تصویر انتخاب و بر روی بستر مناسب اجرا شده اند و در پایان نتایج ارزیابی آورده شده است. این پایان نامه شامل دو فاز اساسی زیر می باشد: در فاز اول به منظور بررسی میزان تسریع قابل دستیابی توسط معماری های simd، چندین هسته و کاربرد پردازش تصویر انتخاب و با استفاده از مجموعه دستورالعمل های simd ی موجود بر روی پردازنده ها تسریع داده می شوند. در این فاز همه ی برنامه ها و پیاده سازی های simd بر روی یک پردازنده همه منظوره، به طور خاص پنتیوم p8400 اجرا می شود. در پایان نیز علل دست نیافتن به تسریع ماکزیمم بررسی می شود. در فاز دوم علاوه بر دستورالعمل های توسعه های mmx/sse، چندین دستورالعمل پیشنهادی به یک پردازنده ی شبیه سازی شده اضافه می شوند. به منظور ارزیابی عملکرد روش بهبود یافته از شبیه ساز sim-outorder از مجموعه ابزار simplescalar استفاده شده است. به دلیل عدم پشتیبانی این شبیه ساز از پردازش موازی، ابتدا با افزودن دستورات mmx/sse، این شبیه ساز ارتقا داده می شود تا امکان پردازش simd فراهم گردد. پارامتر مورد بررسی در آزمایشات تسریع است که به صورت نرخ کل تعداد سیکل های هر هسته برای پیاده سازی موجود sseبه پیاده سازی پیشنهاد شده بدست آمده و گزارش شده است.