[發明專利]數據處理系統

無效

• 申請號: 200680040550.X
• 申請日: 2006-10-27
• 公開（公告）號: CN101300849A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 亞歷山大·貝里克;拉馬納坦·塞思拉曼
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50;G06F12/08
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳源;張天舒

技術領域

本發明涉及一種數據處理系統和一種用于處理視頻數據的方法。

背景技術

當今的數據處理系統或處理器是基于一種確定的存儲器體系，包括具有不同速度和容量的存儲器。然而，因為快速存儲器是昂貴的，所以存儲器體系就被組織成若干等級，其中每個等級比下一個較低等級每字節更小、更快和更昂貴。通常，在一個等級中的所有數據還可以在其下面的等級中發現，并且在所述較低級別中的所有數據可在該等級下面的等級中發現直到到達所述體系的底部。

一個高速緩沖存儲器可以包括所述存儲器體系的第一等級，即它是與中央處理單元CPU或處理單元最接近的存儲器。如果CPU請求一個能在所述高速緩沖存儲器中找到的數據項，則會發生所謂的高速緩存命中。然而，如果在所述高速緩沖存儲器中不能找到由CPU請求的數據項，則會發生所謂的高速緩存未中。校正所述高速緩存未中和取出請求數據項需要的時間取決于所述存儲器的延遲和帶寬。所述延遲對應于用來檢索一個塊的第一個字的時間，而帶寬涉及檢索一個塊的其余字的時間。高速緩沖存儲器的基本思想是在它們的實際處理之前取出那些數據項，所述數據項將是在即將來臨的處理循環期間需要的。

在視頻處理的領域內，經常在視頻壓縮技術中使用運動估計。視頻序列典型地由一系列視頻幀構成。可以利用相鄰幀之間的時間冗余來改進視頻序列的壓縮。對于運動估計，將一個幀選擇為參考幀，并從所述參考幀預測隨后的幀。一個視頻幀典型地被分成宏塊，其中一個幀內部的每個宏塊與所述參考幀中的宏塊相當，并選擇所述最佳匹配宏塊。通過一個預定的區域(即所謂的搜索區)來執行對所述最佳匹配宏塊的搜索。確定一個矢量，該矢量表示參考幀中的宏塊關于當前幀中的宏塊的偏移。為了降低與搜索有關的計算成本，搜索區被限制。

關于用于視頻應用的多級緩沖的更多信息，請參閱由Beric等人在2004年于“Proceedings?of?the?IAESTED?International?Conference?on?Circuits，Signals?and?Systems?2004”(第427-432頁)發表的“Streaming?Scratchpad?Memory?Organization?for?Video?Applications”。這里，示出一個暫存器用于對來自圖像存儲器的視頻數據提供多級緩沖。例如，類似去隔行、攝影速度上變頻、空間縮放、視頻解碼/編碼、降噪等的視頻處理算法需要專門的存儲子系統來滿足所述性能要求。通過限制所述矢量的范圍來定義一個搜索區。這種搜索區的大小可根據應用要求而變化。搜索區大小的一個示例可以是5x3個塊。所述暫存器的大小被選為大于所述搜索區。

在Beric等人在2004年1月在印度孟買召開的“17^thInternational?Conference?on?VLSI?design(VLSI?design?2004)”上發表的“A?27mW?1.1mm²?Motion?Estimator?for?Picture-Rate?Up-converter”中，描述了一種具有圖像存儲器、L1暫存器和L0暫存器的運動估計器。所述L0暫存器存儲所述運動估計算法所需的整個搜索區。

在Beric等人發表的“Low-Bandwidth?Dynamic?Aspect?Ratio?Region-Based?Motion?Estimation”中，示出了一種用于運動估計的二級存儲器體系。L0暫存器用于保存所述運動估計器的搜索區。所述L1暫存器用于朝向片外圖像存儲器的方向降低帶寬要求。所述L1暫存器被設計成用于例如保存所述圖像中的一個區域或一個視頻幀的一個區域。這里，所述運動估計是根據的是基于區域的掃描。在所述基于區域的方案中，所述圖像被分成若干區域，并且在每一個所述區域內獨立地執行運動估計。

因此，用于處理視頻數據流的系統可以基于二級存儲器體系架構以便降低通過從主存儲器取出數據所引入的延遲。這里，L0緩沖器/暫存器位于靠近用于對數據進行緩沖/高速緩沖的處理器或處理單元，所述數據是所述處理器或處理單元執行其處理所需的。此外，引入一個L1緩沖器/暫存器，用于進一步減小與主存儲器或圖像存儲器通信所需的帶寬。所述L0以及L1緩沖器/暫存器典型地被提供在芯片內，而所述圖像存儲器或主存儲器被提供在芯片外。因此期望降低與主存儲器進行通信的帶寬，因為該通信也會被其它處理單元使用從而必須在所述特定的處理單元中間共享所述通信的帶寬。