THESE de DOCTORAT Lyu ABE Imagerie à Haute Dynamique ...

Développement d’une nouvelle architecture 117spécifique à la carte DSPPC ◭ Carte DSP 14 Les coordonnées sont alors chargées de la zone de mémoire de la carte DSP vers celledu PC 15 Le PC attend que le second processeur DSP signale la fin de sa tâche (même cycle qu’en11)Une fois ce processus terminé, les coordonnées de tous les photons de l’image se retrouventdans la mémoire du PC et sont prêtes pour être traitées et/ou enregistrées.Le principal écueil à éviter lors du traitement des images numérisées est la perte de tempsdue à un mauvais algorithme de détection des zones où se trouve un signal pertinent, enl’occurrence, les photo-événements. Avec un débit de données de 36 méga pixels par seconde,la tâche d’extraction des photo-événements ne doit pas dépasser les 7 ms fatidiques (duréed’une trame). En fait, cette durée de détection doit être bien inférieure à 7 ms puisqu’une foisdétecté, l’événement doit être traité plus ou moins finement (extraction de la coordonnée, oucentrage plus élaboré, stockage en mémoire, etc.) et consomme plus de temps que la tâchede détection.Autrement dit, la tâche de détection s’exécute en un temps incompressible (puisque qu’elletraite aussi les images sans photons), et fixe donc la taille maximale du code de centrage dephotons, exprimée en cycles de processeur, et par conséquent le flux maximal de photons.L’algorithme de détection, réduit à sa plus simple expression, consiste en un seuillage puis enune comparaison de chaque pixel avec ses plus proches voisins pour valider ou non s’il s’agitd’un maximum local. Une fois validée, la coordonnée de ce maximum est générée et stockéedans une mémoire tampon avant d’être transférée vers le PC hôte.La tache d’extraction de l’événement est donc cruciale et m’a demandé un effort considérablede programmation. De plus l’outil de programmation en C fourni avec les processeursDSP (Code Composer) était sensé optimiser le code en assembleur afin d’exploiter au maximumle parallélisme des processeurs. Cependant il n’en fut rien, et je me suis alors consacréà l’optimisation du code directement en langage assembleur sans passer par le compilateurC. J’ai donc réussi à réduire le temps de détection à 12 cycles d’horloge pour traiter 4 pixelsde l’image simultanément, soit 15 ns par pixel. Pour une image complète de 512×512 pixels,il y a donc environ 3,8 ms de temps incompressible (ou ∼1,9 ms par processeur). L’implémentationsubséquente de l’algorithme d’extraction du maximum local d’un photo-événementdétecté occupe environ 18 cycles supplémentaires. Donc, si on considère un flux moyen de10 000 événements par image, le temps supplémentaire d’exécution de l’algorithme sera de0,9 ms, soit au total 4,8 ms (ou 2,4 ms par processeur). Cette estimation du temps d’exécutionne prend pas en compte les interactions avec les autres composants du système, c’est-à-direles communications avec l’ordinateur hôte, les interruptions éventuelles indiquant le début oula fin d’une image ou les temps de transfert de la mémoire de la carte vers la mémoire du PCune fois les coordonnées de photons calculées.