視頻編解碼芯片中的可重用性設(shè)計研究.pdf

1、在對功能相同的芯片進行評價時,面積同頻率和功耗一樣,是一個非常重要的指標.在芯片的商業(yè)應(yīng)用中,面積決定了芯片的價格,更是芯片生命力的決定因素.在ASIC結(jié)構(gòu)設(shè)計中,通過減少功能單元(例如加法器和乘法器)的數(shù)目使得集成電路的面積最小是很重要的.基于運算部件和結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計技術(shù)用于分析和提取模塊和系統(tǒng)算法中運算部件和結(jié)構(gòu)的相似性和相容性,使得單個功能單元(例如流水線加法器)能夠分時復(fù)用于多個算法.通過在一個功能單元上執(zhí)行多個運算,功能單元

2、的數(shù)目減少,使得集成電路能夠以較小的面積來實現(xiàn).本文分析了基于運算部件和結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計技術(shù)的方法和流程,并分析了運用可重用設(shè)計所需達到的速度要求.隨著集成電路工藝的發(fā)展,IC規(guī)模越來越大,復(fù)雜度越來越高;同時,競爭的加劇要求對市場具有快速的反應(yīng)能力,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期.但設(shè)計能力的提高卻滯后于半導(dǎo)體工藝的發(fā)展.為解決這一矛盾,必須提高設(shè)計人員的設(shè)計能力.其中,IP的重用是解決問題的關(guān)鍵.本文從IP標準制定、IP開發(fā)策略、IP模塊的設(shè)計、

3、IP庫的開發(fā)組織、系統(tǒng)設(shè)計等多方面對基于IP模塊的可重用設(shè)計技術(shù)進行了分析研究.本文以變換模塊和幀內(nèi)預(yù)測模塊的實現(xiàn)為例分析了各種可重用性設(shè)計技術(shù)在視頻編解碼芯片中的應(yīng)用.變換是視頻編解碼系統(tǒng)中運算量最大的部分之一,對時序的要求也很高,但其算法規(guī)整,運算部件的相容度很高,有些標準之間變換的定義相似,可以考慮各個層次上的可重用性設(shè)計.本文用基于結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計方法實現(xiàn)了H.264中幾種整數(shù)變換的可重用結(jié)構(gòu)和H.264 High Profil

4、e中的多尺度變換的可重用結(jié)構(gòu);用基于運算部件的可重用設(shè)計分別實現(xiàn)了二維IDCT和二維ⅡCT(整數(shù)余弦反變換)的基于蝶型和基于分組矩陣相乘的結(jié)構(gòu),并分析了可重用的二維IDCT/ⅡCTIP核的實現(xiàn).幀內(nèi)預(yù)測分為編碼實現(xiàn)和解碼實現(xiàn),兩種實現(xiàn)對模式并行度的要求不同,需要采用不同的可重用設(shè)計方法.本文以AVS幀內(nèi)預(yù)測的實現(xiàn)為例分析了基于運算部件的可重用設(shè)計在解碼器(Decoder)中的應(yīng)用,以H.264幀內(nèi)預(yù)測的實現(xiàn)為例分析了基于結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計