Impacto de la memoria cache en la aceleración de la ejecución de algoritmo de detección de rostros en sistemas empotrados

Ernesto del Toro Hernández, Alejandro José Cabrera Sarmiento, Santiago Sánchez Solano, Alejandro Cabrera Aldaya

Resumen


En este trabajo se analiza el impacto de la memoria cache sobre la aceleración de la ejecución del algoritmo de detección de rostros de Viola-Jones en un sistema de procesamiento basado en el procesador Microblaze empotrado en un FPGA. Se expone el algoritmo, se describe una implementación software del mismo y se analizan sus funciones más relevantes y las características de localidad de las instrucciones y los datos. Se analiza el impacto de las memorias cache de instrucciones y de datos, tanto de sus capacidades (entre 2 y 16 kB) como de tamaño de línea (de 4 y 8 palabras). Los resultados obtenidos utilizando una placa de desarrollo Spartan3A Starter Kit basada en un FPGA Spartan3A XC3S700A, con el procesador Microblaze a 62,5 MHz y 64 MB de memoria externa DDR2 a 125 MHz,  muestran un mayor impacto de la cache de instrucciones que la de datos, con valores óptimos de 8kB para la cache de instrucciones y entre 4 y 16kB para la cache de datos. Con estas memorias se alcanza una aceleración de 17 veces con relación a la ejecución del algoritmo en memoria externa. El tamaño de la línea de cache tiene poca influencia sobre la aceleración del algoritmo.


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