Etude d'architectures vlsi numériques parallèles et asynchrones pour la mise en œuvre de nouveaux algorithmes d'analyse et rendu d'images

Parallel and asynchronous digital vlsi architectures for the implementation of new image analysis-synthesis algorithms

• Auteur / Autrice : Frédéric Robin
• Direction : Christian Roux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Résumé

Le contexte des applications de communication visuelle évolue vers l'introduction de fonctionnalités qui dépassent la simple compression d'images : accès universel, interactivité basée-contenu, intégration de contenus hybrides synthétiques-naturels. Une brève introduction au codage avance d'images permet d'entrevoir l'évolution de la puissance de calcul et de la généricité requises pour l'implémentation de ces systèmes de deuxième génération. Une synthèse sur l'évolution des circuits vlsi dédiés à l'analyse, la compression et le rendu d'images permet une réflexion sur les limitations architecturales des processeurs multimédia. Cette thèse propose de combiner le parallélisme massif et l'asynchronisme à grain fin pour apporter de nouvelles perspectives de conception conjointe d'algorithmes et d'architectures vlsi numériques. Une introduction aux différentes notions d'asynchronisme, aux niveaux langage, algorithme, architecture, circuit vlsi, permet de mieux cerner leur sens et les potentiels qu'elles offrent. L'application d'un asynchronisme fonctionnel au filtrage morphologique d'images a abouti à la réalisation d'un réseau vlsi cellulaire asynchrone spécifique comprenant 800. 000 transistors en technologie cmos 0. 5. La combinaison du parallélisme et de l'asynchronisme est finalement généralisée à travers la définition d'une architecture de coprocesseur programmable pour l'analyse-rendu d'images. L'évaluation de plusieurs primitives algorithmiques originales, basées sur un contrôle mixte spmd-cellulaire-associatif-flot de données, illustre l'utilisation conjointe de l'asynchronisme a différents niveaux. Ce travail démontre que le relâchement des contraintes de synchronisation et de séquencement, de la spécification a la réalisation matérielle, favorise l'exploitation du parallélisme inhérent aux algorithmes et des potentiels des technologies vlsi.