視頻編解碼芯片中的可重用性設(shè)計(jì)研究.pdf

1、在對(duì)功能相同的芯片進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),面積同頻率和功耗一樣,是一個(gè)非常重要的指標(biāo).在芯片的商業(yè)應(yīng)用中,面積決定了芯片的價(jià)格,更是芯片生命力的決定因素.在ASIC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yùn)算部件和結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計(jì)技術(shù)用于分析和提取模塊和系統(tǒng)算法中運(yùn)算部件和結(jié)構(gòu)的相似性和相容性,使得單個(gè)功能單元(例如流水線加法器)能夠分時(shí)復(fù)用于多個(gè)算法.通過在一個(gè)功能單元上執(zhí)行多個(gè)運(yùn)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(shí)現(xiàn).本文分析了基于運(yùn)算部件和結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計(jì)技術(shù)的方法和流程,并分析了運(yùn)用可重用設(shè)計(jì)所需達(dá)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(shí),競(jìng)爭(zhēng)的加劇要求對(duì)市場(chǎng)具有快速的反應(yīng)能力,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期.但設(shè)計(jì)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(jì)人員的設(shè)計(jì)能力.其中,IP的重用是解決問題的關(guān)鍵.本文從IP標(biāo)準(zhǔn)制定、IP開發(fā)策略、IP模塊的設(shè)計(jì)、

3、IP庫的開發(fā)組織、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多方面對(duì)基于IP模塊的可重用設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了分析研究.本文以變換模塊和幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊的實(shí)現(xiàn)為例分析了各種可重用性設(shè)計(jì)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(yùn)算量最大的部分之一,對(duì)時(shí)序的要求也很高,但其算法規(guī)整,運(yùn)算部件的相容度很高,有些標(biāo)準(zhǔn)之間變換的定義相似,可以考慮各個(gè)層次上的可重用性設(shè)計(jì).本文用基于結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計(jì)方法實(shí)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(yùn)算部件的可重用設(shè)計(jì)分別實(shí)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(shí)現(xiàn).幀內(nèi)預(yù)測(cè)分為編碼實(shí)現(xiàn)和解碼實(shí)現(xiàn),兩種實(shí)現(xiàn)對(duì)模式并行度的要求不同,需要采用不同的可重用設(shè)計(jì)方法.本文以AVS幀內(nèi)預(yù)測(cè)的實(shí)現(xiàn)為例分析了基于運(yùn)算部件的可重用設(shè)計(jì)在解碼器(Decoder)中的應(yīng)用,以H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)的實(shí)現(xiàn)為例分析了基于結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計(jì)