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Blackfin DSP存储资源分配策略研究

作 者: 阳海件
导 师: 周敬利
学 校: 华中科技大学
专 业: 计算机系统结构
关键词: 视频编码 数字信号处理 直接内存访问 高速缓存 子块并行读写
分类号: TP368.11
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 47次
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内容摘要


H.264是一种先进的、近年来流行的国际视频编码标准。国内外很多公司以及研究机构都在研究H.264编码算法在数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)平台上的实时解决方案。由于H.264编码算法的复杂度高以及DSP的资源有限,至今没有较好的解决方案。在分析H.264标准特性和Blackfin561系统结构的基础上,对存储资源分配进行了一些优化。根据H.264中用到的数据结构的大小,被操作的频度,确定数据在内存上的分块布局,减小了内存访问冲突。设计了视频采集缓冲区的双核同步策略,并且将缓冲区布局在不同的片外内存子块上,试验表明能减少视频采集中等待的时间。定量分析高速缓存(Cache)容量大小对Cache失效率和平均访存时间的影响,确定Cache的最佳容量,在内存代价和Cache效率之间取得平衡。针对Cache的两种回写机制的特点,对不同数据块按页采用不同的回写机制。通过计算额外开销,分析出合适的DMA一次调度数据块的数目,分析出DMA传输方向控制器的不同切换周期对系统性能的影响,找到切换周期的最佳值。分支指令和循环指令对存储性能影响较大,通过预测分支跳转和构建硬件循环来提高它们的效率。测试结果表明,优化后的视频采集占用的系统资源减少。对于低复杂度的场景,有较快的实时编码速度,编码帧率达到22帧。对标准序列测试的结果也表明,经过存储资源分配优化后的系统性能得到提升。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 H.264 标准的发展  8-10
  1.2 DSP 存储结构的发展  10-12
  1.3 本文的研究工作  12
  1.4 本文的主要结构  12-14
2 H.264 编码标准和 Blackfin561 开发平台  14-22
  2.1 H.264 的算法数据特性  14-16
  2.2 Blackfin561 开发平台  16-21
  2.3 本章小结  21-22
3 总体方案设计  22-37
  3.1 系统的整体框架  22-23
  3.2 视频采集在双核上的同步  23-26
  3.3 Cache 优化的模型  26-30
  3.4 DMA 优化的模型  30-36
  3.5 本章小结  36-37
4 存储资源的优化  37-50
  4.1 Cache 性能优化前后对比  37-41
  4.2 DMA 的性能优化前后对比  41-44
  4.3 内存的子块并行读写  44-47
  4.4 分支指令和循环指令的优化  47-49
  4.5 本章小结  49-50
5 总体设计验证  50-55
  5.1 实时编码系统  50-51
  5.2 纯编码系统  51-53
  5.3 本章小结  53-55
6 总结和展望  55-57
  6.1 全文工作总结  55
  6.2 未来工作展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-60

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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