NXP S32V APEX编程概述

以下翻译自APEX_Programming_Overview.pdf

 

2 APEX Core 

 APEX内核是可编程高性能节能视觉加速器内核。它是一种大规模并行混合处理器，非常适合处理大量数据。

每个APEX内核均包括两（2）个阵列处理器单元（APU），高级直接内存访问（DMA）引擎和其他硬件模块。 有关更多信息，请参阅《 S32V234参考手册》：https://www.nxp.com/docs/en/reference-manual/S32V234RM.pdf

APU是具有三十二（32）个16位计算单元（CU）的标量矢量混合处理器带有用于向量的本地专用计算内存（CMEM），并与32位标量RISC处理器紧密耦合。

      

 

APEX内核在运行时提供灵活的配置。 默认情况下，APEX配置为具有64-CU的单个APU。 使用APEX Core Framework库时，还可以在运行时更改配置，并具有两个独立的APU，每个APU具有32-CU。

 

3 APEX Core Framework (ACF) 

ACF是软件库和工具的集合，为在APEX内核上开发和执行代码提供了简便的方法。

APU需要专用的编译器来生成兼容的可执行文件。 Vision SDK安装程序，以及用于Vision的S32DS，带有免费提供的NXP APU编译器版本。

另一种工具集称为APU-2工具，需要额外付费。 APU-2工具具有编译器，周期精确的指令集模拟器和片上调试器软件功能。

建议使用APU-2工具进行高级APEX编程开发。 请联系您的销售代表以获取更多详细信息。

        

 

 

ACF正在抽象APEX硬件，以简化与硬件无关的功能编程。 这也允许跨APEX核心生成兼容性。 ACF消除了对DMA传输进行编码的繁琐任务，从而通过自动选择最佳的硬件资源使用来获得开发时间和性能。

易于编程，Vision SDK提供了一个用于构建应用程序的界面，构建系统会自动完成APU编译器和ACF工具的调用。

 

4 Vision SDK 

Vision SDK中有多种开发代码的方法，这些代码将利用APEX核心的大量计算能力：APEX-CV库，自定义ACF图形，自定义ACF内核。

 

                   

APEX-CV Library 是利用APEX核心的最简单方法。 计算机视觉库提供了大量算法，可通过直观的应用程序编程接口（API）从ARM轻松访问这些算法。 查阅APEX-CV库文档[1] [2]用于算法列表和相应的API。 有关更多详细信息，请参阅第5节APEX-CV库[在下面]。

Custom ACF Graphs  自定义ACF图允许合并一组操作并减少到主内存的传输时间。 自定义ACF图是优化的第一步，或者在使用自定义ACF内核时是必需的。 有关更多详细信息，请参阅第6节“自定义ACF图”。

Custom ACF Kernels  提供在APU上执行完全自定义代码的方式。 自订通过ACF内核，可以访问完整的编程，并可以进行最大程度的优化。有关更多详细信息，请参阅第7节“自定义ACF内核” [在下面]。

 

5 APEX-CV Library 

APEX-CV库是执行将在APEX视觉加速器核心上运行的代码的最简单方法。在Vision SDK中，APEX-CV库由Base和Pro子库组成。

APEX-CV Base提供所有基本且更简单的计算机视觉操作，而APEX-CV Pro包含最高级的功能。

APEX-CV库作为API和内核库提供。创建自定义ACF图时，APEX-CV Base可以轻松与API一起使用，也可以作为ACF内核库使用。 APEXCV Pro主要用于通过API使用。

开发该API是为了提供易用性和清晰度，而又不影响性能。大多数类提供单独的初始化和处理方法，以分别初始化对象和执行计算。要更改正在使用的源变量和目标变量，应使用reconnectIO方法。 Initialize（）方法执行一次，在此阶段进行一些动态分配，然后通过其他方法使用初始化的对象不会触发额外的内存分配。释放对象时释放内存。

大多数类别都支持从128像素到2048像素宽的图像大小。 高度不是许多类的限制因素，但是有些会受到限制，请查看类文档。

APEX-CV在某些方面类似于OpenCV。 以下是一些关键点：

   •APEX-CV 使用与OpenCV类似的虚拟映像容器UMat。 该映像容器允许引用内存中的映像，而无需在ARM虚拟空间中包含映像并可能进行缓存。

   •可以混合使用APEX-CV和OpenCV功能，建议获取一个Mat对象以执行OpenCV功能，然后释放Mat对象并将UMat对象用于APEX-CV功能。

   •与OpenCV的主要区别在于APEX-CV功能需要

  在调用它们之前要定义的输出缓冲区。 这主要是为了更紧密地控制何时和何处进行内存分配。

APEX-CV库是在Vision SDK中预编译提供的，因此如果不需要，可以使用APU编译器。

Vision SDK中提供了一些示例，显示了如何使用APEX-CV类，从基本使用到带有传感器输入和显示的完整应用程序。 请参考以下文件夹：

s32v234_sdk \ demos \ apexcv_base和s32v234_sdk \ demos \ apexcv_pro，以及的更高级应用程序。 s32v234_sdk \ demos \ apps。

APEX-CV类具有针对芯片上特定APEX内核的支持。 方法SelectApexCore（）允许设置在调用下一个方法Process（）时使用哪个内核。 可以为每次对Process（）的调用更改核心。 请注意，使用APEX-CV API时，CU的数量始终为64。 APEX-CV Process（）方法处于阻塞状态，因此要并行运行多个对象，需要在不同线程中进行调用。

相关文档：APEX-CV基本文档，APEX-CV PRO文档

6 Custom ACF Graphs 

使用自定义ACF图是添加新功能并优化APEX内核上运行的代码的一种方法。

简而言之，ACF图是对处理流程的描述，其中定义了输入和输出，并引用了现有的处理组ACF Kernels。 由于APEX-CV Base还提供了ACF内核，因此可以使用这些现有内核中的任何一个来创建自定义ACF图。

强烈建议查阅ACF用户指南以更好地了解APEX核心框架的上下文和详细信息。

要使用自定义ACF图，必须有一个APU编译器。 APU有两种可能的编译器：Vision SDK附带的NXP APU编译器（nxp）和APU-2工具（tct）。 有关更多详细信息，请咨询3 APEX核心框架（ACF）。

Vision SDK中提供了一些示例，这些示例显示了从基本用法到更复杂的用法，如何使用自定义ACF图。 请参考文件夹：s32v234_sdk \ demos \ apex。 封装所需功能的所需新二进制文件将由ACF的Autobuild生成，该文件已集成到Vision SDK构建系统中。 这是通过将一个带有其BUILD.mk文件和APU目标子文件夹的graphs文件夹添加到项目中来实现的，请参见上面提到的代码示例。

使用自定义ACF图时，可以指示要在其APU配置中使用哪个APEX内核。 可以使用64-CU或32-CU，后者允许在单个APEX内核的每个APU上同时运行两个计算。 请参见SelectApuConfiguration（）

详细资料。 还可以通过为所有ACF进程调用Start（）来启动处理，然后调用Wait（），从而从单个线程调用并行执行。 例如，请参见s32v234_sdk \ demos \ apex \ apex_add。

7 Custom ACF Kernels 

使用自定义ACF内核可提供完全自定义功能，以添加新功能并优化在APEX内核上运行的代码。

通过编写自己的ACF内核，您可以添加自己的算法并利用APEX内核的处理能力。

强烈建议查阅APU-2 C编程指南和ACF用户指南，以更好地了解实现自定义ACF内核的上下文和细节。

Vision SDK中提供了现有的ACF Kernels源代码。 请参考文件夹：s32v234_sdk \ kernels \ apu \，您可以在其中找到APEX-CV Base和Pro的内核以及其他内核库。