使用CUDA技术提高数字电视台标插入系统效率的研究与开发

摘要

随着电视广播数字化工作的深入，客户对台标插入设备的性能价格比提出了更高的要求。现有台标插入系统单台设备处理能力较低，性价比不能满足市场竞争的要求。GPU具有数百个甚至更多的流处理器，拥有强大的并行处理能力。使用GPU可以有效地提高台标插入系统的单台设备处理能力，提高性价比，增强设备的市场竞争力。
　　 本文介绍了如何通过CUDA并行运算技术，利用显卡上的GPU加速数字电视台标插入系统。要实现这一目的，需要将部分CPU程序移植转换为GPU程序，并使两者能够高效协同工作。为此本文讨论了依据CPU和GPU计算能力的优势不同，确定程序移植的范围的方法。介绍了兼顾实时性要求和GPU流处理器负载充分要求确定GPU程序的处理粒度的方法。介绍了在兼顾效率与灵活性的原则下，定义CPU程序和GPU程序之间的接口、划分程序模块的过程。讨论了解决移植过程遇到的如GPU程序语法兼容性、内存指针处理和编译器的代码体积限制等技术问题的方法。介绍了在程序优化中使用负载分配调整，数据传递方式调整等方法提高程序性能的过程。
　　 通过GPU加速技术，可以使原有系统在不增加硬件成本的情况下，大约达到原有系统2倍以上的处理能力，有效地降低了成本，提高了竞争优势。