Algorithm-Architecture Matching for Signal and Image Processing: Best papers from Design and Architectures for Signal and Image Processing 2007 & 2008 & 2009

پیشرفت در پردازش سیگنال و تصویر همراه با افزایش قدرت محاسباتی، فناوری تلفن همراه را به برنامه‌های کاربردی در حوزه‌های مختلف مانند خودرو، سلامت، مخابرات، چند رسانه‌ای، سرگرمی و بسیاری دیگر نزدیک‌تر می‌کند. توسعه این برنامه های کاربردی پیشرو، شامل تنوع زیادی از الگوریتم ها (به عنوان مثال سیگنال، تصویر، ویدئو، سه بعدی، ارتباطات، رمزنگاری) به طور کلاسیک به سه مرحله متوالی تقسیم می شود: مطالعه نظری الگوریتم ها، مطالعه معماری هدف، و در نهایت پیاده سازی چنین جریان طراحی خطی به دلیل فشار شدید بر چرخه طراحی و محدودیت‌های عملکرد سخت‌گیرانه در حال رسیدن به محدودیت‌های خود است. این رویکرد، که تطبیق الگوریتم-معماری نامیده می‌شود، با هدف استفاده از جریان‌های طراحی با مطالعه همزمان مسائل الگوریتمی و معماری، با در نظر گرفتن محدودیت‌های طراحی متعدد، و همچنین الگوریتم‌ها و بهینه‌سازی‌های معماری انجام می‌شود، که اگر به طور جداگانه در نظر گرفته شوند، غیر از این نمی‌توان به آن دست یافت. . معرفی روش‌های طراحی جدید در هنگام مواجهه با برنامه‌های کاربردی جدید مانند ارتباطات تلفن همراه پیشرفته یا گرافیک با استفاده از فناوری‌های ساخت زیر میکرون یا مدارهای مجتمع سه بعدی الزامی است. این تنوع، نیروی محرکه ای برای تحولات آینده متدولوژی های طراحی سیستم های جاسازی شده را تشکیل می دهد.

توقعات اصلی از دیدگاه طراحان سیستم مربوط به روش ها، ابزارها و معماری هایی است که از پیچیدگی برنامه ها و کاهش چرخه طراحی پشتیبانی می کنند. بهینه‌سازی‌های پیشرفته برای برآورده کردن محدودیت‌های طراحی و امکان پذیرش گسترده این فناوری‌های جدید ضروری هستند.

تطبیق الگوریتم-معماری برای پردازش سیگنال و تصویر مجموعه‌ای از مشارکت‌های انتخاب شده از هر دو را ارائه می‌کند. صنعت و دانشگاه، به جنبه های مختلف رویکرد تطبیق الگوریتم-معماری از سنسورها تا طراحی معماری می پردازد. دامنه این کتاب منعکس کننده تنوع الگوریتم های بالقوه، از جمله سیگنال، ارتباطات، تصویر، ویدئو، گرافیک سه بعدی است که بر روی معماری های مختلف از FPGA تا سیستم های چند پردازنده ای پیاده سازی شده اند. چندین تکنیک ترکیبی و مدیریت منابع که بهینه‌سازی‌های طراحی را اعمال می‌کنند نیز شرح داده شده‌اند و برای الگوریتم‌های متعددی اعمال می‌شوند.

تطبیق الگوریتم-معماری برای پردازش سیگنال و تصویر باید در هر طراح و توسعه‌دهنده ابزار EDA باشد. قفسه، و همچنین در مورد کسانی که علاقه مند به بهینه سازی طراحی سیستم های دیجیتال هستند که با الگوریتم های پیشرفته سروکار دارند.

Advances in signal and image processing together with increasing computing power are bringing mobile technology closer to applications in a variety of domains like automotive, health, telecommunication, multimedia, entertainment and many others. The development of these leading applications, involving a large diversity of algorithms (e.g. signal, image, video, 3D, communication, cryptography) is classically divided into three consecutive steps: a theoretical study of the algorithms, a study of the target architecture, and finally the implementation. Such a linear design flow is reaching its limits due to intense pressure on design cycle and strict performance constraints. The approach, called Algorithm-Architecture Matching, aims to leverage design flows with a simultaneous study of both algorithmic and architectural issues, taking into account multiple design constraints, as well as algorithm and architecture optimizations, that couldn’t be achieved otherwise if considered separately. Introducing new design methodologies is mandatory when facing the new emerging applications as for example advanced mobile communication or graphics using sub-micron manufacturing technologies or 3D-Integrated Circuits. This diversity forms a driving force for the future evolutions of embedded system designs methodologies.

The main expectations from system designers’ point of view are related to methods, tools and architectures supporting application complexity and design cycle reduction. Advanced optimizations are essential to meet design constraints and to enable a wide acceptance of these new technologies.

Algorithm-Architecture Matching for Signal and Image Processing presents a collection of selected contributions from both industry and academia, addressing different aspects of Algorithm-Architecture Matching approach ranging from sensors to architectures design. The scope of this book reflects the diversity of potential algorithms, including signal, communication, image, video, 3D-Graphics implemented onto various architectures from FPGA to multiprocessor systems. Several synthesis and resource management techniques leveraging design optimizations are also described and applied to numerous algorithms.

Algorithm-Architecture Matching for Signal and Image Processing should be on each designer’s and EDA tool developer’s shelf, as well as on those with an interest in digital system design optimizations dealing with advanced algorithms.