[发明专利]可动态重构的多级并行单指令多数据阵列处理系统

摘要

本发明公开了一种可动态重构的多级并行单指令多数据阵列处理系统，包括像素级并行的处理单元PE阵列和行并行的行处理器RP阵列，其中PE阵列主要完成低、中级图像处理中适于以全像素并行执行的线性运算部分，而RP阵列完成低、中级处理中适合以行并行方式完成的运算或者较复杂的非线性运算。特别地，PE阵列还能以极小的性能和面积开销，动态重构为二维自组织映射SOM神经网络，该神经网络可以在RP的配合下实现高速并行在线训练和特征识别等高级图像处理功能，彻底克服了在现有可编程视觉芯片和并行视觉处理器中像素级并行处理阵列无法用于高级图像处理的缺陷，促进了功能完整的低成本、低功耗、智能便携式高速实时片上视觉图像系统的实现。

主权项

一种可动态重构的多级并行单指令多数据阵列处理系统，应用于高速片上视觉系统中的高速视觉图像特征提取和特征识别，其特征在于，包括：可配置图像传感器接口(1)，用于并行或串行接收来自图像传感器的像素数据，再以行并行的方式将该像素数据输出到后续的可重构并行图像处理单元及自组织映射阵列(2)；可重构并行图像处理单元及自组织映射阵列(2)，用于在图像处理的不同阶段动态被重构为M×M像素级并行的处理单元PE阵列或(M/4)×(M/4)自组织映射SOM神经网络，完成图像特征提取和图像特征识别，其中M为自然数；行处理器RP阵列(5)，用于辅助可重构并行图像处理单元及自组织映射阵列(2)完成各阶段图像处理任务中适于以行并行完成的部分，能够进行快速非线性处理和广域处理，并在系统外部控制下串行移入数据和输出处理结果；以及阵列控制器(8)，用于在系统外部驱动控制下，从系统内部变长‑超长单指令多数据VVS指令存储器中取出控制所述可重构并行图像处理单元及自组织映射阵列(2)和所述RP阵列(5)的控制指令，并连同其自身某些特殊寄存器的值，一起译码后输出到所述可重构并行图像处理单元及自组织映射阵列(2)和所述RP阵列(5)作为阵列控制信号。