1 基于虚拟仪器的视觉系统对PC性能的要求

1.1 PCI局部总线

PCI总线的高速数据吞吐能力能够很好地满足图像采集的需要,使之成为实时图像采集 的理想方案。因为每帧图像可能包含多达400KB的数据,高速传送这些数据对于实时显示与 分析至关重要。PCI不仅容易达到这个要求,而且可以进一步提供它的带宽来与其他数据采 集设备相集成。PCI图像采集板通过使用ASIC DMA控制器,可以充分利用PCI总线的带宽,无 需占用CPU时间,达到实时采集、显示与分析处理的目的。

PCI理论上所能提供的最大数据传输速率是132MB/s,64位PCI更可达267MB/s,足够满足 高清晰度电视(High Definition Television, HDTV)信号与实时三维虚拟现实(3D Virtual Reality, 3DVR)的需要。而且,由于PCI支持“即插即用(PnP)”自动配置功能,使得插入式 图象采集板的配置变得更加方便,其一切资源需求的设置工作在系统初启时交由BIOS处理, 无需用户进行繁琐的开关与跳线操作。

目前,基于PCI总线的数据采集/图像采集(DAQ/IMAQ)产品大大提高了计算机视觉系统 的性能。PCI总线能够达到132MB/s的传输速率。由于以这个速率传输数据会严重耗尽CPU时 间,最终会影响系统性能, DAQ/IMAQ厂商为基于PCI的DAQ/IMAQ传输器设计了ASIC芯片,如 NI公司的MITE芯片,它利用DMA技术不仅能完成PCI的最高传输速率,还能通过非连续的内存缓冲区而无需申请CPU时间。

1.2 MMX技术

Intel的MMX技术改进了视觉软件的性能,有效地提高了图像处理速度。对于大多数视觉 软件函数,含MMX的Pentium处理器的执行速度较不含MMX的Pentium处理器提高200%~400%, 这是由于MMX技术包含大量通用指令,增强了PC的处理能力,且与原有的Intel结构保持了完 整的兼容性。而且MMX技术也完全兼容于现存的各类操作系统与应用软件。利用MMX技术对于 大多数图像采集视觉函数如滤波、阈值处理、运算、逻辑和形态学等都有显著的性能增益。