基于SIMD的媒體處理器的數據存儲與組織體系結構優(yōu)化研究.pdf

1、基于SIMD技術的媒體處理器在多媒體處理領域憑借著其良好的可編程性和高性能而備受關注。但是其性能的進一步提高卻受制于一些非運算的因素，也就是通常所說的數據存儲與組織。這主要是由多媒體處理的數據訪問的靈活性和SIMD技術對算法的規(guī)整性的高度依賴性所導致。為了進一步的開發(fā)基于SIMD技術的媒體處理器的性能，本文分別從數據組織和存儲兩個方面來對其進行體系結構的優(yōu)化。 首先，在數據組織方面，本文提出了一種基于顯式數據置換的EDO-SIM

2、D指令集體系結構。它將數據置換信息顯式地聲明在了指令字當中，同時將數據置換操作與數據計算和存儲操作結合起來，通過這樣的方法來降低由數據組織指令所帶來的非計算開銷。本文還給出了在一個baseline SIMD媒體處理器的基礎上實現EDO-SIMD指令集體系結構的方法?；贖.264/AVC實時解碼器的Benchmark實驗結果表明，在僅僅只在硬件面積上增加了0.49％的情況下，所提出的。EDO-SIMD可以達到1.34～1.40的性能加速

3、比以及減少17.7％的代碼長度。 然后，本文分別從兩個方向上探討了SIMD媒體處理器的片上存儲系統的優(yōu)化方案。其一是研究如何能將流訪問與面向二維邏輯數據空間的并行存儲器結合起來，在這個方面，本文提出了一個基于地址交織的二維流存儲系統。該存儲系統完成了二維邏輯空間到物理空間上并行存儲器模塊的映射。數據在物理存儲器上進行了交織存放以支持行陣列和列陣列的同時訪問。該交織算法在之前的交織算法基礎上做了面向流訪問的改進?；贖.264/A

4、VC實時解碼器的Benchmark實驗結果表明，所述的二維流存儲系統可以減少平均約32.0％的存儲器訪問率以及25.4％的實時處理中所需的時鐘周期數。 在另一方面，本文致力于研究如何改進傳統的基于線性偏差的地址交織策略來解決其存儲器冗余和無法支持模尋址的問題。本文提出了一種優(yōu)化的基于線性偏差的交織策略，它采用了2pq(Pq表示并行的數據通路路數)個存儲器模塊。為了克服在這種情況下帶來的存儲器模塊沖突，所提出的交織策略在二維邏輯數