在DSP處理器上并行實現(xiàn)ATR算法
自動目標(biāo)識別（ATR）算法通常包括自動地對目標(biāo)進行檢測、跟蹤、識別和選擇攻擊點等算法。戰(zhàn)場環(huán)境的復(fù)雜性和目標(biāo)類型的不斷增長使ATR算法的運算量越來越大，因此ATR算法對微處理器的處理能力提出了更高的要求。由于通用數(shù)字信號處理芯片能夠通過編程實現(xiàn)各種復(fù)雜的運算，處理精度高，具有較大的靈活性，而且尺寸小、功耗低、速度快，所以一般選擇DSP芯片作為微處理器來實現(xiàn)ATR算法的工程化和實用化。
為了保證在DSP處理器上實時地實現(xiàn)ATR算法，用算法并行化技術(shù)。算法并行化處理的三要素是：①并行體系結(jié)構(gòu)；②并行軟件系統(tǒng)；③并行算法。并行體系結(jié)構(gòu)是算法并行化的硬件基礎(chǔ)，并行算法都是針對特定的并行體系結(jié)構(gòu)開發(fā)的并行程序。根據(jù)DSP處理器的數(shù)目，ATR算法的并行實現(xiàn)可以分為處理器間并行和處理器內(nèi)并行。處理器間并行是指多個DSP處理器以某種方式連接起來的多處理器并行系統(tǒng)，ATR算法在多個處理器上并行招待。根據(jù)處理器使用存儲器的情況，多處理器并行系統(tǒng)又可分為共享存儲器多處理器并行系統(tǒng)和分布式多處理器并行系統(tǒng)。處理器內(nèi)并行是指在單個DSP處理器內(nèi)通過多個功能單元的指令級并行（ILP）來實現(xiàn)ATR算法的并行化。本文分別對在共享存儲器多處理器并行系統(tǒng)、分布式多處理器并行系統(tǒng)和指令級并行DSP處理器上并行實現(xiàn)ATR算法進行了探討。
1 在共享存儲器多處理并行系統(tǒng)上實現(xiàn)ATR算法
在共享存儲器多處理器并行系統(tǒng)中，各個處理器通過共享總線對所有的存儲器進行操作，實現(xiàn)各個處理器之間的數(shù)據(jù)通信。而在任一時刻，只允許一個處理器對共享總線進行操作。所以處理器對存儲器進行讀/寫操作時就必須先獲得對共享總線的控制權(quán)，這通過總線仲裁電路實現(xiàn)。然而，由于所有的處理器只能通過一條共享總線對存儲器進行訪問，這在處理器數(shù)目比較多或者處理器之間頻繁交換數(shù)據(jù)的情況下容易引起總線沖突和等待而降低整個并行系統(tǒng)的運行速度。共享存儲器多處理器并行系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)處理器的數(shù)目較少時，可以達到較高的加速比。
ADSP2106x處理器支持最為常用的共享存儲器多處理器并行系統(tǒng)，組成多處理器系統(tǒng)的每一片ADSP2106x的片內(nèi)存儲器統(tǒng)一編址，任一ADSP2106x可以訪問其它任何一片ADSP2106x的片內(nèi)存儲器。由于片內(nèi)SRAM為雙口存儲器，因而這種訪問并不中斷被訪問處理器的正常工作。每個處理器片內(nèi)SRAM既是該處理器的局部存儲器，又是共享存儲器的部分。在不增加輔助電容的情況下，通過外部總線接口直接相連的處理器數(shù)量最多為6個。由于每個處理器的工作程序放在其片內(nèi)的雙口SRAM中，因此各個處理器可以實現(xiàn)并行處理，這是ADSP2106x的存儲器結(jié)構(gòu)所決定的。
ATR算法在共享存儲器多處理器并行系統(tǒng)中實現(xiàn)時，在編寫并行算法程序方面應(yīng)當(dāng)重點考慮的問題包括：
（1）均衡地把任務(wù)分配給各個處理器
ATR算法在共享存儲器多處理器并行系統(tǒng)中實現(xiàn)任務(wù)級并行，因此必須把ATR算法劃分為計算量均衡的多個任務(wù)，把各個任務(wù)分配給多個處理器，才能發(fā)揮多處理器并行系統(tǒng)的最大并行效率。
（2）盡量減少多處理器之間數(shù)據(jù)通信
由于多處理器只能通過一條共享總線對存儲器進行訪問，這在多處理器之間頻繁交換數(shù)據(jù)的情況下容易引起總線競爭而降低整個并行系統(tǒng)的運行速度。
（3）利用單個處理器的并行編程特性
充分應(yīng)用單個處理器的并行編程特性，有利于縮短各個處理器上任務(wù)的運行時間。例如，ADSP2106x的32位浮點運算單元包含一個乘法器、一個加法器和移位邏輯電路，它們并行工作；比特倒轉(zhuǎn)尋址在傅立葉變換運算時非常有用；循環(huán)尋址在作卷積、數(shù)字濾波運算時經(jīng)常用到等。
2 在分布式多處理器并行系統(tǒng)上實現(xiàn)ATR算法
在分布式多處理器并行系統(tǒng)中，多處理器有各自獨立的存儲器，多個處理器通過通信口相連構(gòu)成分布式多處理器并行系統(tǒng)。分布式多處理器并行系統(tǒng)的加速比和處理器的數(shù)目呈線性關(guān)系，所以只要增加處理器的數(shù)目，分布式多處理器并行系統(tǒng)的處理能力就能夠成比例地增加。分布式多處理器比較適合于構(gòu)成大規(guī)模并行系統(tǒng)。
