Optimización de aplicaciones de procesado de señales digitales empleando como plataforma hardware NVIDIA Jetson TK1

Abstract

[EN] Tablets and smart phones are equipped nowadays with low power processor architectures such as the ARMv7 and the ARMv8 series. These processors integrate powerful SIMD units to exploit the intrinsic data-parallelism of most media and signal processing applications. In audio signal processing, there exist multiple applications that require the use of filtering operations such as equalizations or signal synthesizers, among others. Most of these applications can be executed today on mobile devices via efficient exploitation of computer resources such as CPU’s, GPU’s and CPU feature SIMD (simple-Instruction Multiple-Data) units. In this paper, we target the implementation of multi-channel filtering of audio signals on ARM architectures. To this end, three common audio filter structures are considered: FIR, IIRI and PIIR. In addition, an implementation has been developed in C of the algorithm Beamformer using libraries of high performance such as BLAS and LAPACK optimized (ATLAS), PLASMA and CUBLAS

[ES] Hoy en día, las tabletas y los smartphones están equipados con procesadores de bajo consumo energético, como las series de arquitecturas ARMv7 y ARMv8. Estos procesadores tienen una unidad de SIMD potente, que permiten explotar el paralelismo intrínseco de los datos que tienen la mayoria de aplicaciones multimedia y de procesamiento de la señal. En el procesamiento de la señal acústica, existen múltiples aplicaciones que requieren el uso de operaciones de filtrado como son entre otros, las ecualizaciones o los sintetizadores de señal. La mayoría de estas aplicaciones se pueden ejecutar en dispositivos móviles, sin embargo, una correcta gestión de los diferentes recursos computacionales CPU’s and GPU’s, así como las unidades SIMD (Simple Instruction - Multiple Data) que incorporan estos, se convierte en una ardua tarea para el programador. En este documento, hablamos sobre la ejecución eficiente de filtrado multi-canal de señales de audio. Con este fin, analizamos tres estructuras comunes de filtrado de audio: FIR, IIRI y PIIR. Además, se ha desarrollado una implementación en C del algoritmo Beamformer, empleando librerías de altas prestaciones como el BLAS y LAPACK optimizado (ATLAS), el PLASMA y el CUBLAS