[實(shí)用新型]信息處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220749648.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN203102260U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭軍強(qiáng);朱磊;沙力;李濟(jì)川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海算芯微電子有限公司
• 主分類號(hào): G06F12/08
• 分類號(hào): G06F12/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

本實(shí)用新型涉及數(shù)字信息處理領(lǐng)域，尤其涉及一種可復(fù)用的信息處理裝置。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過程中，內(nèi)存的存取速度一直比CPU處理速度慢得多，使得CPU的高速處理能力不能充分發(fā)揮，影響整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率。高速緩沖存儲(chǔ)器被用來緩和CPU和內(nèi)存之間速度不匹配的矛盾。目前采用高速緩沖存儲(chǔ)器技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普遍。高速緩沖存儲(chǔ)器是存在于內(nèi)存與CPU之間的一級(jí)存儲(chǔ)器，由靜態(tài)存儲(chǔ)芯片(SRAM)組成，容量比較小，但它的存取速度卻能與CPU相匹配。根據(jù)程序局部性原理，正在使用的內(nèi)存某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。因而，當(dāng)CPU存取內(nèi)存某一單元時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件就自動(dòng)地將包括該單元在內(nèi)的那一組單元內(nèi)容調(diào)入高速緩沖存儲(chǔ)器，CPU即將存取的內(nèi)存單元很可能就在剛剛調(diào)入到高速緩沖存儲(chǔ)器的那一組單元內(nèi)。于是，CPU就可以直接對(duì)高速緩沖存儲(chǔ)器進(jìn)行存取。在整個(gè)處理過程中，如果CPU絕大多數(shù)存取內(nèi)存的操作能為存取高速緩沖存儲(chǔ)器所代替，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理速度就能顯著提高。

在視頻編解碼過程中，視頻像素（主要是參考幀像素）需要占用大量?jī)?nèi)存帶寬，是視頻編解碼占用內(nèi)存帶寬最大的部分。現(xiàn)有的視頻編解碼芯片多數(shù)都使用片上高速緩存（Cache）來存儲(chǔ)參考幀像素，從而降低內(nèi)存帶寬，同時(shí)降低存取延遲。

而在3D圖形芯片中，紋理也是占用內(nèi)存帶寬最大的部分。現(xiàn)有的3D圖形芯片也都采用片上高速紋理緩存來存儲(chǔ)紋理，從而降低內(nèi)存帶寬，降低存取延遲。

但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：在現(xiàn)有的系統(tǒng)芯片（System?on?a?chip，SoC）中，視頻像素和紋理通常分開存儲(chǔ)，需要為視頻編解碼配置一個(gè)片上緩存，同時(shí)為3D紋理再配置另一個(gè)片上緩存，不僅占用了芯片面積，同時(shí)增加了芯片功耗。

公開號(hào)為CN101583929A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)中，披露了一種用于多紋理化的動(dòng)態(tài)可配置紋理高速緩沖存儲(chǔ)器，解決了單紋理模式和多紋理模式下的沖突問題，但仍未解決紋理數(shù)據(jù)和視頻像素?cái)?shù)據(jù)之間的高速緩存問題。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能同時(shí)支持視頻像素?cái)?shù)據(jù)和圖形紋理數(shù)據(jù)的高速緩存，從而節(jié)省芯片面積，降低芯片功耗。。

為了解決上述問題，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種信息處理裝置，適用于視頻像素?cái)?shù)據(jù)或圖形紋理數(shù)據(jù)的高速緩存，包括：

高速緩沖存儲(chǔ)器；

由CMOS邏輯電路構(gòu)成的確定類型單元，與外部處理器相連；

由CMOS邏輯電路構(gòu)成的確定缺失單元，與所述確定類型單元相連；

由CMOS邏輯電路構(gòu)成的確定缺失單元，與所述確定類型單元相連；

由CMOS邏輯電路構(gòu)成的讀取單元，與所述確定缺失單元及片外存儲(chǔ)器相連；

由CMOS邏輯電路構(gòu)成的填充單元，與所述讀取單元及所述高速緩沖存儲(chǔ)器相連。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述信息處理裝置還包括：時(shí)鐘發(fā)生單元；所述高速緩沖存儲(chǔ)器配置成保證每?jī)蓚€(gè)時(shí)鐘周期讀取一個(gè)緩存線的全部視頻像素分量，或者保證每個(gè)時(shí)鐘周期讀取任意四個(gè)彼此相鄰的紋理數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述片外存儲(chǔ)器包括：外存儲(chǔ)器、二級(jí)緩沖存儲(chǔ)器中的一種或多種。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述信息處理裝置還包括：

由CMOS邏輯電路構(gòu)成的命令拆分單元，位于所述確定類型單元與所述外部處理器之間。

由CMOS邏輯電路構(gòu)成的調(diào)整邊界單元，位于所述確定缺失單元與所述讀取單元以及所述讀取單元與所述填充單元之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述信息處理裝置還包括：

由CMOS邏輯電路構(gòu)成的預(yù)取單元，位于所述確定缺失單元與所述讀取單元之間；

與所述預(yù)取單元和所述讀取單元相連、用于存儲(chǔ)讀取命令的第一暫存器；

與所述預(yù)取單元和所述填充單元相連、用于存儲(chǔ)填充命令的第二暫存器。

與所述預(yù)取單元和所述填充單元相連、用于存儲(chǔ)填充命令的第二暫存器。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述信息處理裝置還包括：與所述讀取單元、填充單元相連的用于存儲(chǔ)缺失數(shù)據(jù)的第三暫存器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一個(gè)統(tǒng)一的高速緩存，能同時(shí)支持視頻編解碼的參考幀像素和3D圖形紋理，相比其他視頻和紋理分開存儲(chǔ)的高速緩存，大大節(jié)省了芯片面積和芯片功耗。

可選方案中，還設(shè)置了暫存器，用于存儲(chǔ)命令隊(duì)列，通過提前發(fā)出讀取命令和填充命令的方式，實(shí)現(xiàn)了視頻和紋理預(yù)取及在高速緩存缺失的情況下繼續(xù)發(fā)送命令，實(shí)現(xiàn)非阻塞的高速緩存，提高了高速緩沖存儲(chǔ)器的讀取速度。