[發明專利]元素選擇單元及其中的方法

有效

• 申請號: 201380042682.6
• 申請日: 2013-06-10
• 公開（公告）號: CN104756069B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: D.范坎彭
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06F15/80
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 徐予紅,姜甜

技術領域

本文的實施例涉及用于向量元素選擇的元素選擇以及其中的方法。另外的實施例涉及包括元素選擇單元的加載存儲單元、包括元素選擇單元的內存到內存傳輸系統、包括元素選擇單元的向量處理器以及包括向量處理器的集成電路。

背景技術

對于一些數字信號處理算法，在計算可開始之前必須聚集或組織輸入數據。例如，當從線性輸入向量中選擇數據元素的分散集合時，所選擇的數據元素可在計算能開始之前聚集成后續數據元素的新線性輸出向量。這種類型的數據聚集或組織例如在3GPP長期演進(LTE)通信系統中的數據副載波的均衡處理中需要。LTE是使用正交頻分復用(OFDM)的無線通信標準。基于OFDM的通信系統通過施加(逆)傅里葉變換有效地解調(或調制)某個數量的射頻副載波。對于LTE，根據該模式，每秒存在12000或14000個OFDM符號。對于20MHz帶寬載波，每個OFDM符號的1200個副載波中的每個副載波都包括調制符號。調制符號例如可以是用于信道估計的用戶數據符號或導頻符號。將各種類型信息信道和信號映射在這些副載波上可能相當復雜并且分散。在進行數據信道的均衡處理之前，從輸入OFDM符號中提取一些接收器系統中的數據符號，并將數據符號級聯成新向量。示例接收器系統包括在其上映射均衡處理的向量處理器。

動態存儲器分配(DMA)經常用于將數據元素拷貝到嵌入系統中。通常，DMA單元傳輸數據元素的較粗粒度塊。表述“數據的較粗粒度塊”是指具有大小在范圍從數十字節到數百萬字節的數據塊。數據塊越小，即，數據突發越短，控制和配置數據傳輸的開銷將越大。DMA單元經常具有對于分散收集操作的支持，即，對于按順序執行DMA配置的鏈接列表的支持。選擇LTE中的資源元素，即，選擇例如32位的復雜字，對于DMA單元將是太細粒度。

經典數字信號處理器(DSP)操作在標量樣本粒度上。因此，它們在從存儲器加載和向存儲器存儲上可能是非常有選擇的。進一步說，在執行計算處理時可進行數據元素的選擇。從而，不需要執行將數據元素拷貝到臨時數據向量。然而，應該指出，經典DSP的可選擇性，即標量樣本粒度，可在信號處理軟件中增加復雜控制結構。

進一步說，裝置一次加載和存儲一個選擇的標量元素需要相當長時間來聚集所有選擇的數據元素。

作為示例，假定LTE類別5接收器可用。LTE類別5接收器是在20MHz頻帶中支持300兆位/秒的下行鏈路數據速率并具有多輸入多輸出(MIMO)接收器配置(并且因此具有4個接收天線)的接收器。進一步說，假定數據元素提取被映射到具有一個數據存儲器接口的標量DSP上。此類DSP然后為了此任務對于高達每秒134百萬指令進行加載。對于加載和存儲操作，處理器負載被計算為4接收天線*1200數據符號/OFDM符號/天線*14000OFDM符號/秒*2流線型處理器周期/數據元素選擇。

此外，為了選擇4接收器天線流的數據元素，還必須執行從16信道估計流中選擇數據元素。選擇模式具有與接收的符號流的數據元素選擇相同的選擇網格，并將導致高達670MIPS的處理器負載，這是相當大的開銷，并且具有相當長的等待時間。對于加載和存儲操作，處理器負載被計算為16信道估計流*1200估計/OFDM符號/信道估計流*14000OFDM符號/秒*2流線型處理器周期/數據元素選擇。

向量DSP執行數據元素向量上的運算。重要種類的運算是所謂的單指令多數據(SIMD)運算，該運算借助于相同并行處理單元的陣列執行多個輸入向量上的相同算術運算。SIMD運算要求算法是可向量化的，意味著輸入數據元素應該能夠作為相鄰數據元素的向量進行處理。通過可用硬件并行性，即并行處理單元，向量DSP能夠執行SIMD運算，其相比由經典非向量DSP提供的計算吞吐量提供了更高計算吞吐量。

通常，向量DSP具有向量存儲器。從而，向量DSP可在一個指令中訪問后續數據元素的向量。進一步說，向量DSP經常具有在其中存儲中間結果的向量寄存器文件，由此可減少到向量存儲器的通信。而且，向量DSP要求向量存儲器可提供的高存儲器帶寬，使得加載和/或存儲吞吐量可跟上計算吞吐量。

向量DSP可具有對于向量內的數據元素重新組織的一些支持。例如，混洗單元可能是可用的，該混洗單元可用于按輸出數據元素選擇特定輸入數據元素。混洗運算函數可基于具有絕對索引或相對距離的配置模式。