Sebastian Rahn
Dynamische Rekonfiguration von FPGAs für Videoverarbeitung auf mobilen Robotern

Abstract
Die FPGA-Technologie zeichnet sich durch seine programmierbaren Logikgatter aus. Dadurch können Hardwarekomponenten über eine High-Level-Sprache entworfen und dann auf einem FPGA programmiert werden. Dies kann genutzt werden, um parallelisierbare Algorithmen in Hardware zu beschleunigen. Hierbei bietet es sich an, die Videoverarbeitung auf einem mobilen Roboter über ein FPGA zu berechnen. In Verbindung mit einer CPU kann das FPGA genutzt werden, um Videofilter zu beschleunigen, sodass die CPU entlastet wird und kontrollbasierende Aufgaben übernehmen kann. Dabei steht dem Roboter nur eine eingeschränkte Energiezufuhr zur Verfügung. Mittels der dynamischen Rekonfiguration lassen sich in einem FPGA Ressourcen und damit auch Energie einsparen. Dabei wird ein Teil eines FPGAs neu programmiert, während der Rest aktiv bleibt. In dieser Arbeit wird diese Technik genutzt, um für die Videoverarbeitung immer den Videofilter einzubauen, der gerade benötigt wird. Hierzu wird die Entwicklung des Hardwaredesigns erläutert und aufbauend darauf, eine Anwendung entworfen, die eine leistungsfähige Grundlage für weitere Arbeiten bereitstellen soll. Zusätzlich wird der Entwurf in Bezug auf Geschwindigkeit und Ressourceneinsparung quantitativ bewertet.