專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理系統(tǒng)，其中包含了一個(gè)計(jì)算單元、一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和一個(gè)用于在該存儲(chǔ)設(shè)備與計(jì)算單元之間進(jìn)行切換的系統(tǒng)。
舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可應(yīng)用于視頻數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。所述視頻數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以由例如圖像再現(xiàn)處理器所構(gòu)成。其中舉例來(lái)說(shuō)，這種圖像再現(xiàn)處理器可以包含在解碼器、用于電視的解碼接收設(shè)備(“機(jī)頂盒”)或是電視之中。
背景技術(shù)：
很多處理系統(tǒng)都包含了一個(gè)或多個(gè)旨在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的計(jì)算單元。這些計(jì)算單元可以與保存了碼字的存儲(chǔ)單元交換那些包含數(shù)據(jù)的碼字。為此目的，特別是為了將來(lái)自存儲(chǔ)設(shè)備的碼字指引到適當(dāng)?shù)挠?jì)算單元，在這里使用了一個(gè)切換系統(tǒng)(“縱橫式系統(tǒng)”)。在SantanuDutta等人編著并于2000年1月發(fā)表的出版物“Architecture andImplementation of a High-Definition Video Co-Processor forDigital Television Applications”中描述了這種處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。
這個(gè)處理系統(tǒng)包含了一個(gè)寄存器組、計(jì)算單元以及一個(gè)讀取和寫(xiě)入切換系統(tǒng)，其中所述寄存器組構(gòu)成了存儲(chǔ)設(shè)備并且包含了寄存器讀端口和寄存器寫(xiě)端口，計(jì)算單元包含了計(jì)算單元輸入端口和計(jì)算單元輸出端口，而讀取和寫(xiě)入切換系統(tǒng)則包括一個(gè)讀切換系統(tǒng)和一個(gè)寫(xiě)切換系統(tǒng)。借助于讀切換系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)從寄存器讀端口到計(jì)算單元輸入單元的碼字交換；這個(gè)交換是一個(gè)讀取操作；此外，借助于寫(xiě)切換系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)從計(jì)算單元輸出端口到寄存器寫(xiě)端口的碼字交換。這個(gè)交換則是一個(gè)寫(xiě)入操作。
在下文中，術(shù)語(yǔ)“計(jì)算單元端口”無(wú)差別地用于表示計(jì)算單元的輸入或輸出端口，“寄存器端口”無(wú)差別地用于表示讀或?qū)懚丝?，“切換系統(tǒng)”則無(wú)差別地用于表示讀或?qū)懬袚Q系統(tǒng)。此外，術(shù)語(yǔ)“交換”則用于表示碼字的讀取或?qū)懭搿?br> 在這種處理系統(tǒng)中，切換系統(tǒng)是借助復(fù)用器實(shí)現(xiàn)的。切換系統(tǒng)的大小取決于所用復(fù)用器的數(shù)目。復(fù)用器的數(shù)目則取決于在其間可以交換碼字的寄存器端口和計(jì)算單元端口的數(shù)目以及所交換碼字的大小。在這個(gè)系統(tǒng)中，所交換碼字的大小是很大的，此外，碼字可以借助于切換系統(tǒng)而在所有寄存器端口與所述計(jì)算單元端口之間得到交換。


圖1描述的是一個(gè)依照現(xiàn)有技術(shù)的處理系統(tǒng)。這個(gè)處理系統(tǒng)包含了一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備10，一個(gè)讀切換系統(tǒng)11，一個(gè)寫(xiě)切換系統(tǒng)12，以及第一、第二、第三和第四計(jì)算單元13～16。存儲(chǔ)設(shè)備10包括六個(gè)寄存器讀端口，例如rrp1和rrp6，并且還包括四個(gè)寄存器寫(xiě)端口，例如wrp1和wrp4。計(jì)算單元?jiǎng)t包含了計(jì)算單元輸入端口，例如iup1和iup2，并且包含了計(jì)算單元輸出端口，例如eup5。
在這個(gè)實(shí)例中，所交換的碼字是大小為P個(gè)比特的碼字。假設(shè)第一計(jì)算單元13希望通過(guò)其計(jì)算單元輸入端口rup1來(lái)讀取存儲(chǔ)設(shè)備10中保存的數(shù)據(jù)項(xiàng)。而圖1并未顯示的控制設(shè)備則向存儲(chǔ)設(shè)備10指示它必須經(jīng)由其讀端口之一來(lái)發(fā)送這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，例如，所述端口可以是端口rrp1。然后，這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)將會(huì)發(fā)送到讀切換系統(tǒng)11，所述系統(tǒng)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)項(xiàng)發(fā)送到計(jì)算單元輸入端口rup1。為此目的，讀切換系統(tǒng)11包含了復(fù)用器。而控制設(shè)備則將控制信號(hào)發(fā)送到這些復(fù)用器，以便將數(shù)據(jù)項(xiàng)指引到計(jì)算單元輸入端口iup1。
在這種操作系統(tǒng)中，所有寄存器讀端口都是借助了讀切換設(shè)備11而與所有計(jì)算單元輸入端口相連的。“兩個(gè)端口相連”這個(gè)表述指的是可以在這兩個(gè)端口之間交換碼字。為了清楚起見(jiàn)，在圖1中只顯示了少量連接。如果●將寄存器讀端口的數(shù)目稱(chēng)為m；●將計(jì)算單元輸入端口的數(shù)目稱(chēng)為n，以及●將所交換碼字的比特?cái)?shù)目稱(chēng)為P，那么讀切換設(shè)備的復(fù)用器數(shù)目是n(m-1)P。
對(duì)寫(xiě)切換設(shè)備來(lái)說(shuō)，所述函數(shù)(functioning)是相同的。如果●將計(jì)算單元輸出端口的數(shù)目稱(chēng)為m′；●將寄存器寫(xiě)端口的數(shù)目稱(chēng)為n′，以及●將所交換碼字的比特?cái)?shù)目稱(chēng)為P，
那么寫(xiě)切換設(shè)備的復(fù)用器數(shù)目是n′(m′-1)P。
因此，復(fù)用器的數(shù)目尤其依賴(lài)于所交換碼字的比特?cái)?shù)目。然而，雖然所交換碼字的大小是P個(gè)比特，但是某些計(jì)算單元卻對(duì)諸如P/N個(gè)比特之類(lèi)的更小的數(shù)據(jù)執(zhí)行某些操作。當(dāng)計(jì)算單元希望讀取大小為P/N個(gè)比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，存儲(chǔ)設(shè)備會(huì)向它發(fā)送一個(gè)包含此數(shù)據(jù)項(xiàng)并且大小為P個(gè)比特的碼字。因此在這類(lèi)交換中將會(huì)有(N-1)P/N個(gè)比特沒(méi)有被計(jì)算單元所使用。
這種情況將會(huì)導(dǎo)致切換系統(tǒng)的規(guī)模變得非常龐大。這樣將會(huì)帶來(lái)因?yàn)榍袚Q系統(tǒng)非常龐大所導(dǎo)致的缺陷。因此，由于切換系統(tǒng)不能占用多于預(yù)定的表面積，因而計(jì)算單元和計(jì)算單元端口的數(shù)目將會(huì)受到限制。
發(fā)明目的和概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種減少了切換系統(tǒng)規(guī)模的處理系統(tǒng)。
對(duì)于依照本發(fā)明并如開(kāi)頭段落中定義的處理系統(tǒng)，其特征在于存儲(chǔ)設(shè)備包含了若干個(gè)寄存器組；切換系統(tǒng)包含了至少一個(gè)與每個(gè)寄存器組相關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備；計(jì)算單元能夠借助于所關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備而與至少兩個(gè)寄存器組進(jìn)行通信。
根據(jù)本發(fā)明，寄存器組中保存的碼字要小于現(xiàn)有技術(shù)的碼字，舉例來(lái)說(shuō)，所述碼字的大小可以是P/N個(gè)比特。例如，計(jì)算單元可以操作的數(shù)據(jù)具有P/N、2P/N、......、(N-1)P/N或P個(gè)比特的大小。當(dāng)計(jì)算單元希望讀取一個(gè)大小為P/N個(gè)比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，包含這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的第一寄存器組將會(huì)借助與之關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備(“交叉開(kāi)關(guān)”)來(lái)向計(jì)算單元發(fā)送大小為P/N個(gè)比特的相應(yīng)碼字。當(dāng)它希望讀取一個(gè)大小為2P/N個(gè)比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，包含這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的前P/N個(gè)比特的第一寄存器組將會(huì)借助關(guān)聯(lián)于這個(gè)第一寄存器組的切換設(shè)備并經(jīng)由它的某個(gè)計(jì)算單元端口來(lái)向所述計(jì)算單元發(fā)送相應(yīng)碼字，此外，包含所述數(shù)據(jù)項(xiàng)的后續(xù)P/N個(gè)比特的第二寄存器組將會(huì)借助關(guān)聯(lián)于這個(gè)第二寄存器組的切換設(shè)備并經(jīng)由它的另一個(gè)計(jì)算單元端口來(lái)向它發(fā)送相應(yīng)碼字。相似推論在計(jì)算單元希望讀取更大數(shù)據(jù)項(xiàng)的時(shí)候也是適用的。
借助于本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)設(shè)備相比，某些寄存器組可以具有較少數(shù)目的寄存器端口。在下文中將會(huì)對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。同樣，在某些寄存器端口與某些計(jì)算單元端口之間可以省略某些連接。在下文中也會(huì)對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。由此可以使用數(shù)量較少的復(fù)用器，并且減小了切換系統(tǒng)的規(guī)模。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算單元包含了至少一個(gè)端口，切換系統(tǒng)還包括一個(gè)公共切換設(shè)備，借助于所述切換設(shè)備，計(jì)算單元端口可以與若干寄存器進(jìn)行通信。依照這個(gè)實(shí)施例，同一個(gè)計(jì)算單元端口能夠與若干個(gè)寄存器交換碼字。
在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例中，計(jì)算單元包含了至少一個(gè)端口，所述端口能與單個(gè)寄存器進(jìn)行通信。依照這個(gè)實(shí)施例，計(jì)算單元端口與寄存器組之間的碼字交換是借助與這個(gè)寄存器組相關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行的。這個(gè)實(shí)施例可以免除由若干個(gè)寄存器組所共有的切換設(shè)備。
這樣一來(lái)，切換系統(tǒng)中使用的復(fù)用器的數(shù)目將會(huì)減少。由此可以減小切換系統(tǒng)的規(guī)模。
附圖簡(jiǎn)述以下將參考附圖中顯示的實(shí)施例的例示來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，然而，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)例。
圖1是一個(gè)對(duì)依照現(xiàn)有技術(shù)的處理系統(tǒng)的特征進(jìn)行描述的框圖；圖2是一個(gè)對(duì)依照本發(fā)明的處理系統(tǒng)的特征進(jìn)行描述的框圖；圖3a描述的是依照現(xiàn)有技術(shù)的處理系統(tǒng)的一個(gè)例示實(shí)施例；圖3b描述的是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明用于替換圖3a的處理系統(tǒng)的處理系統(tǒng)；圖4描述的是依照本發(fā)明一個(gè)有利實(shí)施例的處理系統(tǒng)的實(shí)例；圖5～11描述的是在圖像再現(xiàn)處理器中使用依照本發(fā)明的處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。
優(yōu)選實(shí)施例描述圖2描述的是依照本發(fā)明的處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。這種處理系統(tǒng)包含第一寄存器組21，第二寄存器組22，第三寄存器組23，第一切換設(shè)備24，第二切換設(shè)備25，第三切換設(shè)備26，第一公共切換設(shè)備27以及第一、第二、第三和第四計(jì)算單元13～16。
圖2中描述的切換設(shè)備是讀切換設(shè)備。因此，圖2描述的是由計(jì)算單元13～16執(zhí)行的數(shù)據(jù)讀取。本發(fā)明同樣也適用于從計(jì)算單元到寄存器組的數(shù)據(jù)寫(xiě)入，也就是說(shuō)用于寫(xiě)切換設(shè)備。
第一、第二和第三寄存器組21～23中保存的碼字要小于現(xiàn)有技術(shù)中的碼字，例如，所保存的碼字可以是大小為P/N個(gè)比特的碼字。對(duì)這個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)，設(shè)想P等于36并且N等于3。所交換的碼字由此是大小為12個(gè)比特的碼字。假設(shè)第三計(jì)算單元15希望讀取的是由三個(gè)寄存器組21～23組成的存儲(chǔ)設(shè)備中的一個(gè)大小為36比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的前12個(gè)比特保存在第一寄存器組21中，接下來(lái)的12個(gè)比特保存在第二寄存器組22中，最后12個(gè)比特則保存在寄存器組23中。第三計(jì)算單元包含三個(gè)計(jì)算單元端口iup7、iup8和iup9。
第一寄存器組21將數(shù)據(jù)項(xiàng)的前12個(gè)比特發(fā)送到第一切換設(shè)備24，所述切換設(shè)備24將這前12個(gè)比特發(fā)送到第一公共切換設(shè)備27，而第一公共切換設(shè)備27則將這前12個(gè)比特發(fā)送到端口iup7。第二寄存器組22將接下來(lái)的12個(gè)比特發(fā)送到第二切換設(shè)備25，第二切換設(shè)備25將接下來(lái)的這12個(gè)比特發(fā)送到第一公共切換設(shè)備27，而第一公共切換設(shè)備27則將接下來(lái)的這12個(gè)比特發(fā)送到端口iup8。第三寄存器組23將數(shù)據(jù)項(xiàng)的最后12個(gè)比特發(fā)送到第三切換設(shè)備26，第三切換設(shè)備26將最后這12個(gè)比特發(fā)送到第一公共切換設(shè)備27，而第一公共切換設(shè)備27則將最后這12個(gè)比特發(fā)送到端口iup9。
對(duì)諸如第二計(jì)算單元14之類(lèi)的計(jì)算單元來(lái)說(shuō)，所述計(jì)算機(jī)單元有可能希望同時(shí)讀取三個(gè)大小為十二比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)，或是同時(shí)讀取一個(gè)大小為十二比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)和一個(gè)大小為二十四比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。在這兩種情況下，在第三寄存器組23中沒(méi)有碼字會(huì)被讀取。因此，如果頻繁讀取的數(shù)據(jù)項(xiàng)的大小是12或24個(gè)比特，那么與現(xiàn)有技術(shù)的寄存器端口數(shù)目相比，在這里可以減少第二寄存器組22和第三寄存器組23的寄存器端口數(shù)目。
設(shè)想這樣一個(gè)實(shí)例，其中計(jì)算單元13～16希望同時(shí)讀取4個(gè)大小為12比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)、一個(gè)大小為24比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)以及一個(gè)大小為36比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
那么，圖1所述的現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)設(shè)備10必須發(fā)送六個(gè)大小為36比特的碼字。因此它需要六個(gè)36比特的寄存器端口。
對(duì)于圖2的處理系統(tǒng)，第一寄存器組21具有六個(gè)寄存器端口，第二寄存器組22具有四個(gè)寄存器端口，第三寄存器組23具有兩個(gè)寄存器端口，對(duì)于由寄存器組21～23組成的存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)說(shuō)，它可以同時(shí)發(fā)送四個(gè)大小為12比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)，一個(gè)大小為24比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)以及一個(gè)大小為36比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。因此，在某些寄存器組的寄存器端口數(shù)目少于現(xiàn)有技術(shù)的寄存器端口數(shù)目的情況下，有可能同時(shí)發(fā)送與現(xiàn)有技術(shù)一樣多的數(shù)據(jù)項(xiàng)。這樣一來(lái)，借助于本發(fā)明，有可能減少某些寄存器組的端口數(shù)目。
當(dāng)然，如果使用圖2的處理系統(tǒng)，那么不可能同時(shí)發(fā)送六個(gè)大小為36比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。然而，在現(xiàn)有技術(shù)的諸多處理系統(tǒng)中，這種情況也是非常少見(jiàn)甚至是不存在的，由此則可以通過(guò)實(shí)施本發(fā)明來(lái)替換大多數(shù)依照現(xiàn)有技術(shù)的處理系統(tǒng)。
因此，在將要同時(shí)交換的數(shù)據(jù)中，如果某些數(shù)據(jù)的大小小于36比特，那么與現(xiàn)有技術(shù)的寄存器端口數(shù)目相比，有可能減少至少一個(gè)寄存器組的寄存器端口數(shù)目。
為了清楚起見(jiàn)，在圖2中只描述了少量連接。舉例來(lái)說(shuō)，所有寄存器端口都可以與所有計(jì)算單元端口相連。如果●將第一寄存器組21的寄存器端口數(shù)目稱(chēng)為m1；●將第二寄存器組22的寄存器端口數(shù)目稱(chēng)為m2；●將第三寄存器組23的寄存器端口數(shù)目稱(chēng)為m3；●將計(jì)算單元端口的總數(shù)稱(chēng)為n；那么對(duì)由三個(gè)切換設(shè)備24～26和第一公共切換設(shè)備27組成的切換系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其復(fù)用器數(shù)目等于n(m1+m2+m3-1)P/3。
與圖2中處理系統(tǒng)的情況一樣，由于(m1+m2+m3)小于(3m-2)，因此在切換系統(tǒng)中，復(fù)用器數(shù)目小于圖1所述的現(xiàn)有技術(shù)中需要的復(fù)用器數(shù)目。因此，本發(fā)明可以減小切換系統(tǒng)的規(guī)模。
為了進(jìn)一步減小切換系統(tǒng)的規(guī)模，也可以省略某些寄存器端口與某些計(jì)算單元端口之間的某些連接。這是因?yàn)樵谝陨弦C的實(shí)例中，第三寄存器組23從不與第三計(jì)算單元15的計(jì)算單元端口iup7和iup8交換數(shù)據(jù)。這樣則可以省略第三寄存器組23的寄存器端口與計(jì)算單元端口iup7和iup8之間的連接，也就是省略四個(gè)連接。如果省略了總共X個(gè)連接，那么切換系統(tǒng)中的復(fù)用器數(shù)目等于[n(m1+m2+m3-1)-X]P/3。
因此，根據(jù)本發(fā)明的處理系統(tǒng)可以采用兩種方式來(lái)減小切換系統(tǒng)的規(guī)模。第一種方式包括為某些寄存器組選取比現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)設(shè)備端口數(shù)目更少的端口數(shù)目。第二種方法包括省略某些寄存器端口與某些計(jì)算單元端口之間的某些連接。這兩種減小切換系統(tǒng)規(guī)模的方法可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，也可以組合實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)該注意的是，根據(jù)本發(fā)明的寄存器組不一定都具有相同的大小。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)設(shè)備10保存了大小為36個(gè)比特的碼字的時(shí)候，可以選取一個(gè)大小為24比特的寄存器組和一個(gè)大小為12比特的寄存器組來(lái)替換這個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備10。
此外還應(yīng)該注意，在第一寄存器組21中不一定保存了大小為12比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。舉例來(lái)說(shuō)，大小為12比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)可以保存在第一寄存器組21中，也可以保存在第二寄存器組22中，還可以保存在第三寄存器組23中。在這種情況下，如圖3a和3b所述，這三個(gè)寄存器組21～23中的每一個(gè)寄存器的端口數(shù)據(jù)都可以減少。
圖3a描述的是依照現(xiàn)有技術(shù)的處理系統(tǒng)實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)例。這個(gè)處理系統(tǒng)包括一個(gè)帶有三個(gè)寄存器端口的存儲(chǔ)設(shè)備30，一個(gè)切換設(shè)備31以及一個(gè)第五計(jì)算單元32。
所要交換的數(shù)據(jù)是大小為12比特的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于圖像像素的紅色、綠色和藍(lán)色分量。這些數(shù)據(jù)是以大小為12個(gè)比特的碼字形式保存的。第五計(jì)算單元32需要同時(shí)讀取紅色分量、綠色分量和藍(lán)色分量，但是不需要同時(shí)讀取例如三個(gè)紅色分量。存儲(chǔ)設(shè)備30的每一個(gè)端口都可以發(fā)送紅色、綠色或藍(lán)色分量。因此，在這個(gè)實(shí)例中，切換設(shè)備31包括3*(3-1)*12＝72個(gè)復(fù)用器。
圖3b描述的是用于替換圖3a的處理系統(tǒng)的依照本發(fā)明的處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的例示。這個(gè)依照本發(fā)明的處理系統(tǒng)包括第四寄存器組33、第五寄存器組34、第六寄存器組35、第四切換設(shè)備36、第五切換設(shè)備37、第六切換設(shè)備38、第二公共切換設(shè)備39以及第五計(jì)算單元32。
寄存器組33～35中的每一個(gè)寄存器組都包含了一個(gè)12比特的端口。第五計(jì)算單元32包括三個(gè)12比特的端口。紅色分量保存在第四寄存器組33中，綠色分量保存在第五寄存器組34中，而藍(lán)色分量則保存在第六寄存器組35中。因此，通過(guò)使用圖3b的處理系統(tǒng)，第五計(jì)算單元32可以同時(shí)讀取紅色、綠色和藍(lán)色分量。由此圖3b的處理系統(tǒng)可以替換圖3a的處理系統(tǒng)。
如果假設(shè)在所有寄存器端口與所有計(jì)算單元端口之間都可以交換碼字，那么由第四切換設(shè)備36、第五切換設(shè)備37、第六切換設(shè)備38和第二公共切換設(shè)備39組成的切換系統(tǒng)將會(huì)包含3*(3-1)*12＝72個(gè)復(fù)用器，這個(gè)數(shù)目與現(xiàn)有技術(shù)中組成圖3a的處理系統(tǒng)的是相同的。
然而可以看出，第五計(jì)算單元32需要同時(shí)讀取紅色分量、綠色分量和藍(lán)色分量，但卻不必同時(shí)讀取例如三個(gè)紅色分量。因此有可能省略大量連接。例如，這時(shí)可以省略第五、第六寄存器組34和35的寄存器端口與第五計(jì)算單元32的計(jì)算單元端口之間的連接，也就是說(shuō)，第五計(jì)算單元32的一個(gè)計(jì)算單元端口可以只讀取紅色分量。與圖3a的切換系統(tǒng)31相比，這樣可以減小切換系統(tǒng)的規(guī)模。
應(yīng)該注意的是，在圖3b的實(shí)例中，寄存器組33到35只具有一個(gè)寄存器端口。因此，切換設(shè)備36～38不具有復(fù)用器。這樣一來(lái)，依照本發(fā)明的切換設(shè)備可以包括一個(gè)或多個(gè)復(fù)用器，也可以由電線之類(lèi)的物理鏈路單獨(dú)構(gòu)成。
此外，正如從圖4中更詳細(xì)了解的那樣，在這里可以將第五計(jì)算單元32的各個(gè)端口與一個(gè)給定的寄存器組相關(guān)聯(lián)。舉例來(lái)說(shuō)，在這里可以將第五計(jì)算單元32的第一端口連接到第四寄存器組34，將第五計(jì)算單元32的第二端口連接到第五寄存器組35，以及將第五計(jì)算單元32的第三端口連接到第六寄存器組36。由此可以免除第二公共切換設(shè)備39。
圖4描述的是依照本發(fā)明一個(gè)有利實(shí)施例的處理系統(tǒng)實(shí)例。這種處理系統(tǒng)包含了第一、第二和第三寄存器組21～23，第一、第二和第三切換設(shè)備24～26，以及第一、第二、第三和第四計(jì)算單元13～16。在圖4中描述了該處理系統(tǒng)運(yùn)行所需要的寄存器端口與計(jì)算單元端口之間的所有連接。在這個(gè)有利的實(shí)施例中，計(jì)算單元端口可以只與一個(gè)寄存器組交換碼字。舉例來(lái)說(shuō)，第三計(jì)算單元15的端口iup7可以只與第一寄存器組21的寄存器端口交換碼字。
如果各個(gè)計(jì)算單元端口都能像圖4中的情況那樣只與一個(gè)寄存器組交換碼字，那么還可以省略圖2的公共切換設(shè)備，特別地，這樣將會(huì)降低處理系統(tǒng)的復(fù)雜性。
圖5～11描述的是在圖像再現(xiàn)處理器中使用依照本發(fā)明的處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。這其中存在著多種用于顯示視頻數(shù)據(jù)的格式。舉例來(lái)說(shuō)，美國(guó)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)ATSC定義了十八種不同的廣播格式，例如在圖像中包含了各具有720個(gè)像素的480線的標(biāo)準(zhǔn)格式，或是在圖像中包含了各具有1920個(gè)像素的1080線的高清晰度格式。在將視頻數(shù)據(jù)廣播成高清晰度格式的時(shí)候，有必要將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式，以便能在不與高清晰度格式兼容的電視屏幕上顯示這些視頻數(shù)據(jù)。特別地，圖像再現(xiàn)處理器可以執(zhí)行這種轉(zhuǎn)換。
圖5描述的是一個(gè)在這種圖像再現(xiàn)處理器中使用的多相濾波器。這種類(lèi)型的多相濾波器從像素輸入值PIXIN和系數(shù)COEF中計(jì)算像素輸出值PIXOUT。如果所考慮的是五個(gè)輸入像素值P1、P2、P3、P4、P5和四個(gè)系數(shù)c1、c2、c3和c4，那么多相濾波器將會(huì)計(jì)算由下式定義的輸出像素值PP＝c1(P2-P1)+c2(P3-P2)+c3(P4-P3)+c4(P5-P4)。
圖6～11描述的是由根據(jù)本發(fā)明的處理系統(tǒng)為了使用這種多相處理器而執(zhí)行的處理步驟。這種類(lèi)型的處理系統(tǒng)包括第七寄存器組601，第八寄存器組602，第九寄存器組603，第十寄存器組604，第七讀切換設(shè)備605，第七寫(xiě)切換設(shè)備606，第八讀切換設(shè)備607，第八寫(xiě)切換設(shè)備608，第九讀切換設(shè)備609，第九寫(xiě)切換設(shè)備610，第十讀切換設(shè)備611，第六計(jì)算單元612，第七計(jì)算單元613，第八計(jì)算單元614，第九計(jì)算單元615，公共讀切換設(shè)備616以及公共寫(xiě)切換設(shè)備617。為了清楚起見(jiàn)，在圖7、9和11中并未顯示公共讀切換設(shè)備616，并且在圖6、8和10中并未顯示公共寫(xiě)切換設(shè)備617。
輸入像素值和系數(shù)值是在十二個(gè)比特中編碼的。輸入像素值保存在第七寄存器組601中，而系數(shù)則保存在第十寄存器組604中。
在圖6描述的第一個(gè)步驟中，以下處理是同時(shí)執(zhí)行的●將像素P1和P2的值發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第一和第二輸入端口。
●將像素P2和P3的值發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第三和第四輸入端口。
●將像素P3和P4的值發(fā)送到第九計(jì)算單元615的第一和第二輸入端口。
●將像素P4和P5的值發(fā)送到第九計(jì)算單元615的第三和第四輸入端口。
接下來(lái)，第八計(jì)算單元614計(jì)算數(shù)值(P2-P1)以及(P3-P2)，并且第九計(jì)算單元615計(jì)算數(shù)值(P4-P3)和(P5-P4)。
在圖7描述的第二個(gè)步驟中，以下處理是同時(shí)執(zhí)行的●將數(shù)值(P2-P1)發(fā)送到第七寄存器組601的第一寫(xiě)端口，其中所述值是一個(gè)大小為12比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
●同樣，將數(shù)值(P3-P2)、(P4-P3)和(P5-P4)發(fā)送到第七寄存器組601的第二、第三和第四寫(xiě)端口。
在圖8描述的第三個(gè)步驟中，以下處理是同時(shí)執(zhí)行的●將數(shù)值(P2-P1)和第一系數(shù)c1發(fā)送到第六計(jì)算單元612的第一和第二輸入端口，其中所述系數(shù)是一個(gè)大小為12比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
●將數(shù)值(P3-P2)和第二系數(shù)c2發(fā)送到第六計(jì)算單元612的第三和第四輸入端口。
●將數(shù)值(P4-P3)和第三系數(shù)c3發(fā)送到第七計(jì)算單元613的第一和第二輸入端口。
●將數(shù)值(P5-P4)和第四系數(shù)c4發(fā)送到第七計(jì)算單元613的第三和第四輸入端口。
接下來(lái)，第六和第七計(jì)算單元612和613計(jì)算數(shù)值c1(P2-P1)、c2(P3-P2)、c3(P4-P3)以及c4(P5-P4)。
在圖9描述的第四個(gè)步驟中，以下處理是同時(shí)執(zhí)行的●將c1(P2-P1)的前十二個(gè)比特發(fā)送到第七寄存器組601的第一寫(xiě)端口，其中所述c1(P2-P1)是一個(gè)大小為24比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
●將c1(P2-P1)的后十二個(gè)比特發(fā)送到第八寄存器組602的第一寫(xiě)端口。
●將c2(P3-P2)的前十二個(gè)比特發(fā)送到第七寄存器組601的第二寫(xiě)端口。
●將c2(P3-P2)的后十二個(gè)比特發(fā)送到第八寄存器組602的第二寫(xiě)端口。
●將c3(P4-P3)的前十二個(gè)比特發(fā)送到第七寄存器組601的第三寫(xiě)端口。
●將c3(P4-P3)的后十二個(gè)比特發(fā)送到第八寄存器組602的第三寫(xiě)端口。
●將c4(P5-P4)的前十二個(gè)比特發(fā)送到第七寄存器組601的第四寫(xiě)端口。
●將c4(P5-P4)的后十二個(gè)比特發(fā)送到第八寄存器組602的第四寫(xiě)端口。
在圖10描述的第五個(gè)步驟中，以下處理是同時(shí)執(zhí)行的●將c1(P2-P1)的前十二個(gè)比特發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第一輸入端口。
●將c1(P2-P1)的后十二個(gè)比特發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第二輸入端口。
●將c2(P3-P2)的前十二個(gè)比特發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第三輸入端口。
●將c2(P3-P2)的后十二個(gè)比特發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第四輸入端口。
●將c4(P4-P3)的前十二個(gè)比特發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第五輸入端口。
●將c4(P4-P3)的后十二個(gè)比特發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第六輸入端口。
●將c5(P5-P4)的前十二個(gè)比特發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第七輸入端口。
●將c5(P5-P4)的后十二個(gè)比特發(fā)送到第八計(jì)算單元614的第八輸入端口。
接下來(lái)，第八計(jì)算單元將會(huì)計(jì)算數(shù)值P＝c1(P2-P1)+c2(P3-P2)+c3(P4-P3)+c4(P5-P4)。
在圖11描述的第六個(gè)步驟中，以下處理是同時(shí)執(zhí)行的●將P的前12個(gè)比特發(fā)送到第七寄存器組601的第一寫(xiě)端口，其中P是一個(gè)大小為25比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
●將P接下來(lái)的12個(gè)比特發(fā)送到第八寄存器組602的第一寫(xiě)端口。
●將P的最后12個(gè)比特發(fā)送到第九寄存器組603的第一寫(xiě)端口。實(shí)際上，最后這12個(gè)比特只包含了一個(gè)有用的數(shù)據(jù)比特。
在圖6～11中描述的處理系統(tǒng)可以在一個(gè)圖像再現(xiàn)處理器中使用，其中所述處理器旨在對(duì)像素值進(jìn)行計(jì)算，以便將這些像素顯示在一個(gè)屏幕上。舉例來(lái)說(shuō)，這種圖像再現(xiàn)處理器可以并入到一個(gè)解碼器、機(jī)頂盒、電視、計(jì)算中心單元或計(jì)算機(jī)屏幕中。此外也可以將這種圖像再現(xiàn)處理器用在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中，其中所述網(wǎng)絡(luò)包含了至少一個(gè)能夠發(fā)送表示至少一個(gè)圖像的信號(hào)的發(fā)射機(jī)，一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)以及一個(gè)能夠接收所述信號(hào)的接收機(jī)。
動(dòng)詞“包含”的使用及其動(dòng)詞變化并不排除在不同于權(quán)利要求所述部件或步驟之外還存在其他的部件或步驟。在部件之前使用不定冠詞“一個(gè)”也并沒(méi)有排除出現(xiàn)多個(gè)此類(lèi)部件。
權(quán)利要求
1.一種處理系統(tǒng)，包含計(jì)算單元(13)，存儲(chǔ)設(shè)備以及一個(gè)用于在該存儲(chǔ)設(shè)備和計(jì)算單元之間進(jìn)行切換的系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)的特征在于該存儲(chǔ)設(shè)備包含若干個(gè)寄存器組(21，22)；該切換系統(tǒng)包含至少一個(gè)與每個(gè)寄存器組相關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備(24)；該計(jì)算單元能夠借助關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備而與至少兩個(gè)寄存器組進(jìn)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元包含至少一個(gè)端口，并且所述切換系統(tǒng)還包含一個(gè)公共切換設(shè)備(27)，借助于所述公共切換設(shè)備，所述計(jì)算單元的端口可以與若干個(gè)寄存器進(jìn)行通信。
3.如權(quán)利要求1或2所述的處理系統(tǒng)，其特征在于寄存器組存儲(chǔ)大小為P/N個(gè)比特的碼字，將要傳遞的數(shù)據(jù)項(xiàng)包含在一個(gè)或多個(gè)碼字中，其中P和N是整數(shù)，N大于或等于2并且P是N的倍數(shù)；所述計(jì)算單元與i個(gè)寄存器進(jìn)行通信，以便讀取或?qū)懭雐P/N比特的數(shù)據(jù)項(xiàng)，其中i是一個(gè)介于1和N之間的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元包含至少一個(gè)端口，所述端口能夠與一個(gè)單獨(dú)的寄存器組進(jìn)行通信。
5.如權(quán)利要求4所述的處理系統(tǒng)，其特征在于每一個(gè)寄存器組保存一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型，并且所述計(jì)算單元的端口與一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型相關(guān)聯(lián)。
6.一種圖像再現(xiàn)處理器，其中包含了權(quán)利要求1到5中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的處理系統(tǒng)。
7.一種機(jī)頂盒，其中包含了至少一個(gè)如權(quán)利要求6中所述的圖像再現(xiàn)處理器。
8.一種設(shè)備，其中包含了至少一個(gè)旨在顯示圖像的屏幕，以及一個(gè)如權(quán)利要求6所述的圖像再現(xiàn)處理器。
9.一種通信網(wǎng)絡(luò)，其中包含了至少一個(gè)能夠發(fā)送表示至少一個(gè)圖像的信號(hào)的發(fā)射機(jī)，一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)能夠接收所述信號(hào)的接收機(jī)，以及一個(gè)如權(quán)利要求6所述的圖像再現(xiàn)處理器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含計(jì)算設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備以及一個(gè)在存儲(chǔ)設(shè)備與計(jì)算設(shè)備之間進(jìn)行切換的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算設(shè)備包含了至少一個(gè)計(jì)算單元。為了減小切換系統(tǒng)的規(guī)模，存儲(chǔ)設(shè)備包含了若干個(gè)用于保存碼字的寄存器組(21，22)，切換系統(tǒng)包含了至少一個(gè)與每個(gè)寄存器組相關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備(24)，而計(jì)算單元?jiǎng)t借助關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備來(lái)與寄存器組交換碼字。
文檔編號(hào)G06F9/30GK1647030SQ03807774
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日
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