Los procesadores de imagen / video Nikon Expeed (a menudo llamados EXPEED ) son procesadores de medios para las cámaras digitales de Nikon . Realizan una gran cantidad de tareas: filtrado de Bayer , demostración , correcciones del sensor de imagen / sustracción de fotogramas oscuros , reducción de ruido de imagen , nitidez de imagen, escalado de imagen , corrección gamma , mejora de imagen/D-Lighting activo, conversión de espacio de color , submuestreo de croma , velocidad de fotogramas conversión, distorsión de lente / corrección de aberración cromática , compresión de imagen / codificación JPEG , compresión de video , manejo de interfaz de pantalla / video, edición de imagen digital , detección de rostros , procesamiento / compresión / codificación de audio y almacenamiento / transmisión de datos de computadora .
El sistema multiprocesador en una solución de chip de Expeed integra un procesador de imagen en una arquitectura de procesador multinúcleo , con cada núcleo de procesador único capaz de calcular muchas instrucciones/operaciones en paralelo . Se agregan interfaces de almacenamiento y visualización y otros módulos y un procesador de señal digital (DSP) aumenta el número de cálculos simultáneos. Un microcontrolador de 32 bits en el chip inicia y controla el funcionamiento y las transferencias de datos de todos los procesadores, módulos e interfaces y puede verse como la unidad de control principal de la cámara.
En cada generación, Nikon usa diferentes versiones para sus DSLR / MILC profesionales y de consumo , mientras que sus cámaras compactas usan arquitecturas totalmente diferentes. Esto es diferente de, por ejemplo , Canons DIGIC : sus DSLR profesionales duplican los procesadores de su serie DSLR de consumo. El Expeed es un circuito integrado de aplicación específica (ASIC) construido por Socionext específicamente para los diseños de Nikon de acuerdo con las especificaciones de Nikon.
Nikon Expeed se basa en los procesadores de imágenes Socionext Milbeaut con una arquitectura de procesador FR-V multinúcleo de 16 bits por píxel [1] , que utiliza una arquitectura canalizada altamente paralela que permite un uso eficiente del hardware , aumentando el rendimiento y reduciendo el consumo de energía. Cada núcleo utiliza una palabra de instrucción muy larga de ocho vías y 256 bits (VLIW, MIMD ) y está organizado en una arquitectura canalizada superescalar de cuatro unidades ( Integer (ALU) -, Floating-point - y dos unidades de procesador de medios) que brindan un rendimiento máximo de hasta 28 instrucciones por ciclo de reloj y núcleo. Debido a las unidades de procesador vectorial de datos múltiples (SIMD) de instrucción única de cuatro vías utilizadas , los datos se procesan con hasta 112 operaciones de datos por ciclo y núcleo. [2]
Se utiliza un núcleo de microcontrolador Fujitsu FR RISC de 32 bits en chip para iniciar y controlar todos los procesadores, módulos e interfaces. [3] [4] [5] [6] [7] Las versiones de Expeed denominadas EI-14x y Expeed 2 y 3 incluyen además un motor de códec de video HD (basado en FR-V) y un DSP de 16 bits con -chip Harvard RAM de 4 bloques que se puede utilizar, por ejemplo, para procesamiento adicional de imágenes y audio . El Expeed 3 (FR) (EI-158/175) se basa en un Expeed 2 mejorado EI-154 con una velocidad de procesamiento mucho mayor.
Una nueva arquitectura en el Expeed 3 (ARM) ofrece una velocidad mucho mayor en su procesador de imagen (incluso con dos canales en el EI-160), su codificador de video H.264 y está controlado por un microcontrolador de arquitectura ARM de doble núcleo que reemplaza al Fujitsu FR. [8] [9]