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标题: FPGA在图片压缩处理中的巨大优势 [打印本页]

作者: pengpengpang 时间: 2015-2-27 13:30 标题: FPGA在图片压缩处理中的巨大优势

在选择FPGA作为新的JPEG处理平台之前，我们搜索过大量的文献、论文以及借助日益强大的网络资源，其中一篇源自2011年电子工程世界的《FPGA末日来临多核处理器GPU将取代之》的文章尤其引起我们关注；GPU作为我们之前几代JPEG处理处理平台之一，确确实发挥了不可或缺的作用，与此同时，我们也不可忽视的日益增大的功耗，以及性能瓶颈不得不让我们反思，多核GPU难道真的是FPGA的末日吗？
据不完全统计，在搜索引擎中输入FPGA与JPEG词条后，与之相关的论文竟然高达1257篇，可见FPGA在JPEG图像处理领域的研究工作已经相当热门。但还是在与代理商的沟通以及系列FPGA研究工作之后，我们困惑了，因为作为传统软件公司，Verilog对于C/C++就相当于一个相距甚远省份不同的方言；写C/C++，就像喝水就像呼吸空气，我们熟悉的不能再熟悉，让我们写FPGA代码，我的这些软件精英们却几乎从0开始，我们的优势在哪里？困惑归困惑，陌生归陌生，可这一切不正是英雄路上的磨脚石吗？我们毅然选择了FPGA这条崭新的康庄大道。
康庄大道并不是一帆风顺。如何将现成的基于C/C++的JPEG算法转化成RTL语言是摆在我们面前的一块巨石，我们不熟悉硬件语言，而要将如此庞大的算法移植，而效果又必须提高确实存在难度，这里我不得庆幸当时的选择—Xilinx。Xilinx作为FPGA行业的领军企业，不仅在Silicon质量上不断创新，而最新的编译工具Vivado/Vivado HLS给了我们太多的惊喜。庞大的JPEG C++算法，在两位软件精英面前硬生生的转化成活生生的代码并运行到Xilinx Development Board上，而且效果惊人，这给了我们莫大的欣慰和鼓舞。然后就是为了一个latency，为了一个LUT我们不断的约束，不断地尝试，就这样效果逐步提高，在更低功耗的情况下FPGA图片压缩处理能力是GPU处理能力的3倍甚至更高。
一个个FPGA难题逐步被我们攻克，PCIeDMA， DDR Controller，Power optimization等。从最初的ISE到目前的Vivado每一步我们都走的艰辛，每一步成果颇丰。ISE单次布局布线过程需要大约5小时左右，而且实现的结果也常常会有违背时序约束的情况。这极大的影响了调试的进度。当我们将设计移植到Vivado环境下运行时，情况有了令人惊喜的改变，单次实现过程只需要2个半小时到3个小时左右，比较之前减少50%的时间。而且，几乎每次实现都能满足时序约束。FPGA设计的生产力得到了很大的提高，加速了FPGA和软件调试，集成的进度，同时降低了功耗，节省了资源，为实现更高性能提供了条件。在高可靠性，高集成的芯片的基础上，配合Xilinx新一代的编译工具，这一切顺利成章。
精英就是精英，给我一个支点我就能够撬动地球，更何况我们选择的是Xilinx。我们下载资料，我们买书，我们向前辈学习，如今的我们多了一个头衔—FPGA精英。兄弟部门的眼光纷纷投向我们，时常带着一句：听说这帮家伙在搞一个全新的玩意。对，这就是我们，未来公司的服务器上都会有我们的产品，我们的产品让你的图片相应更迅捷，让你的游戏更顺畅。多核GPU是FPGA的终结者，我看恰恰相反，FPGA会在大数据领域绽放更多光彩。

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