访问的load window，具有很高的可能性在匹配当前PU的搜 索过程中被再次访问，功率开状态（S3)分配给这样的load window。否则根据P值大小分 配相应的数据保持状态（S2, SD，load window具有更高的共享度越有可能被访问。最后在 匹配搜索当前PU之前，在物理层上实现SPM功率状态的分配。
[0079] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是：包括以下步骤： (1) 统计分析HEVC编码过程中每一个编码树单元对搜索窗口的不同区域的访存频率， 得到HEVC的访存特点； (2) 根据HEVC编码过程中的访存特点，针对所采用的不同搜索窗口大小以及所编码视 频帧的像素大小，确定片上混合便笺式存储器、高速缓冲存储器的空间大小； (3) 利用视频编码的可预测性，利用历史信息预测下一编码树单元编码过程中的访存 概率，将搜索窗口中频繁访问的像素区域分配到片上的便笺式存储器空间中，其余低访问 频率的像素区域利用高速缓冲存储器进行访问； (4) 利用编码过程中对不同的片上便笺式存储器存储空间的访存时刻不同的特点，根 据SPM功率状态，将暂时不会访问的便笺式存储器空间区域设置成低功耗的功率状态。2. 如权利要求1所述的一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是： 所述步骤（1)中，每一个被编码的视频帧会被分割成几个矩形的像素区域，每一个像素区 域被分配到固定的处理器核上进行独立编码，每一个像素区域分割成固定大小的编码树单 JL·〇3. 如权利要求1所述的一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是： 所述步骤（1)中，将每一个参考帧进一步分割成固定大小的ηΧη的矩形块作为加载窗口， RFN表示CTUΝ的参考帧，SWΝ表示CTU亦搜索窗口，每个SWΝ包含多个加载窗口，设LWΝ = {1^,1，1^,2，一，1^1"1}，选择时间相邻的中心位置编码树单元(：1^，空间相邻的水平与垂直 位置的编码树单元CTUM和CTU以勺历史访存信息作为输入信息，利用LWΕι1的访存历史信息 cnt(LWEi1)，LWRl被分配到片上SPM上则应该满足以下不等式 avg(cnt(LffEi),cnt(LffKi),cnt(LffMi))τ 该不等式中avg()表示取平均值函数，τ表示预取阈值，预取阈值τ可以利用下面 的不等式确定 τ *α *Edram+ (1-α) *τ*Ecache>τ*Espm+SEspm 在该不等式中α表示编码CTU时访问搜索窗口的缓存缺失率；Edram、E_he、Espm分别表 示访问DRAM、cache和SPM的动态能耗；SEspm表示在编码CTU的过程被加载到SPM上的load window所产生的平均静态能耗。4. 如权利要求1所述的一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是： 所述步骤（2)中，在确定的系统配置信息以确定一个合适的SPM的大小和片上SPM、Cache 的组织形式。5. 如权利要求1所述的一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是： 所述步骤（2)中，片上每一个核的私有便笺式存储器空间大小的确定方法为： 在该公式中SWs_表示搜索窗口的大小，Nrf表示编码过程中参考帧的个数，其中，ph表 示高频率访问区域，即访问次数大于预取阈值τ，占整个搜索窗口的比例。6. 如权利要求1所述的一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是： 所述步骤（2)中，片上共享便笺式存储器的空间大小的确认方法为：该公式中Wsw、分别表示搜索窗口的宽度、参考帧的高度和参考帧的宽度；NBvertleajPNBhOT1_tal分别表示当前编码帧中垂直方向和水平方向上像素区域的边界线的条 数。7. 如权利要求1所述的一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是： 所述步骤（2)中，为了实现虚拟地址与SPM空间地址的转换为每一个参考帧创建了一个加 载窗口表格LWT，LWT记录了每一个加载到SPM上的加载窗口的虚拟地址与相应SPM空间地 址的映射关系，利用参考帧的宽度、加载窗口的大小以及CPU所产生的虚拟访存地址来查 找LWT，判断该访存地址是否已被加载到SPM空间中，并确定该加载窗口在SPM上的起始地 址，LWT命中说明所访问的参考像素数据已经被加载到片上SPM缓存中，否则该数据将会通 过Cache或主存访问。8. 如权利要求1所述的一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是： 所述步骤（4)中，设定四种功率状态：S。关状态，SuS2数据保持状态，S3开状态，只有在S3W 态存储在该SPM空间单元中的数据才会被正确读取，Si，S2具有更低的静态能耗，数据不会 丢失，S。状态静态能耗为0,数据会丢失，每个状态有一个相应的静态能耗PS3=Vdd，PS2 = 0. 5Vdd，PS1= 0. 3Vdd，PS。= 0,同样每个状态也有一个相应的唤醒能耗WESQ>WES1>WES2>WES3 =0〇9. 如权利要求1所述的一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，其特征是： 所述步骤（4)中，因为HEVC在CTU之间的编码顺序是光栅扫描顺序，如果一个加载窗口在 参考帧中的位置满足以下不等式该加载窗口中的数据在以后的编码过程中将不会被当前处理器核访问，在该不等式中 074%，LWhOT分别表示当前编码CTU与待测加载窗口的水平坐标，Hsw表示搜索窗口的高 度。该不等式说明如果当前编码CTU与待测加载窗口的垂直距离大于，则该加载窗口 中的数据将不会被当前处理器核访问； 根据不等式修改每一个加载窗口的共享度参数，并且分配关状态（S。）给每一个共享度 为零的加载窗口，然后开始编码每一个通过四叉树分割方式分割出的编码单元，在搜索上 一个预测单元的最佳匹配块时所访问的加载窗口，具有很高的可能性在匹配当前PU的搜 索过程中被再次访问，功率开状态（S3)分配给这样的加载窗口，否则根据P值大小分配相 应的数据保持状态（S2,SD，共享度参数P，表示在以后的编码过程中相应的加载窗口可能 被多少个处理器核共享，加载窗口具有更高的共享度越有可能被访问。
【专利摘要】本发明公开了一种针对HEVC视频编码的多核混合存储管理方法，包括以下步骤：统计分析HEVC编码过程中每一个编码树单元对搜索窗口的不同区域的访存频率，得到HEVC的访存特点；针对所采用的不同搜索窗口大小以及所编码视频帧的像素大小，确定片上混合便笺式存储器、高速缓冲存储器的空间大小；利用视频编码的可预测性，利用历史信息预测下一编码树单元编码过程中的访存概率，将搜索窗口中频繁访问的像素区域分配到片上的存储器空间中，其余像素区域利用高速缓冲存储器进行访问；根据SPM功率状态，将暂时不会访问的便笺式存储器空间区域设置成低功耗的功率状态。该方法能够根据数据的访问情况给每一个SPM区域分配合理的功耗状态，从而进一步降低片上静态功耗。
【IPC分类】H04N19/426, H04N19/70, H04N19/423
【公开号】CN105263022
【申请号】CN201510603148
【发明人】鞠雷, 宋昌, 贾智平
【申请人】山东大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月21日