طراحی عملگر گسترش تصاویر دو سطحی در تکنولوژی CMOS با توان کم و سرعت بالا

در این مقاله روش جدیدی برای پیاده سازی و اجرای سریع عملگر گسترش ریخت شناسی با استفاده از معماری خط لوله ای تموجی ترکیبی ارائه می شود. با تغییر کوچکی در این ساختار می توان از آن برای عملگر فرسایش و در نتیجه عملگرهای بستن و گشایش نیز استفاده کرد. در این معماری از فلیپ فلاپ های کمتری نسبت به معماری خط لوله ای معمولی استفاده می شود و با قراردادن واحدهای تاخیر در مسیر پالس ساعت، بار پالس ساعت کمتر و توزیع آن آسان تر می شود. این معماری نسبت به معماری خط لوله ای معمولی سرعتی بالاتر، پیچیدگی سخت افزاری کمتر، سطح اشغالی و توان مصرفی پایین تری دارد. ساختار خط لوله ای تموجی ترکیبی نسبت به معماری خط لوله ای تموجی نیز سریع تر است و مشکلات این معماری مانند تعیین پریود پالس ساعت مناسب و متعادل کردن تاخیر مسیرها را ندارد. معماری پیشنهادی برای پردازش تصاویر دودویی به صورت سه تراشه ASIC در تکنولوژی μm CMOS 18/0 با verilog شبیه سازی شده است. این تراشه ها قادرند یک تصویر با ابعاد 1024×1024 را با استفاده از یک عنصرساختاری 21×21 در مدت μs 58/256 گسترش دهد و تا فرکانس GHz 882/5، GHz 5 و GHz 167/4 کار کنند. توان مصرفی در فرکانس GHz 167/4 با منبع تغذیه V 8/1 برابر mW 597، mW 478 و mW 410 و سطح تراشه ها 2mm 118/0، 2mm 087/0 و 2mm 075/0 است.