優(yōu)化圖像存儲器訪問的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明大體設及訪問存儲器。更具體地，本發(fā)明設及使用步進瓦工引擎（stepper Tiler Engine)訪問成像存儲器。
【背景技術】
[0002] 訪問存儲在存儲器中的圖像的計算機行為可能連續(xù)訪問存儲器中的圖像的某一 部分。相應地，流式傳送來自攝像機的視頻或?qū)D像發(fā)送到高速打印機可能需要每秒幾 千兆的數(shù)據(jù)帶寬。對存儲器和數(shù)據(jù)帶寬的差管理可能導致差的成像性能。
[0003] 此外，在訪問儲存設備中的圖像的時候，各種類型的無效率或錯誤可能發(fā)生。例 如，處理器可能試圖處理仍未被放在高速緩存中的圖像的行或區(qū)域，導致從儲存設備處理 該行或圖像。高速緩存是當與儲存設備相比時可被更快訪問的較小存儲器。當在高速緩存 中未找到之后從儲存設備處理圖像的該行或區(qū)域時，結(jié)果是高速緩存未命中。當與在不具 有任何高速緩存未命中的情況下處理圖像相比時，高速緩存未命中可能減慢圖像存儲器訪 問。
【附圖說明】
[0004] 通過參照附圖，可更好理解W下詳細描述，附圖包含了所公開的主題的許多對象 和特征的具體示例： 圖1是可根據(jù)實施例使用的計算設備的框圖； 圖2是圖示根據(jù)實施例的將圖像布置成一維陣列的圖； 圖3是矩形組裝器的圖示； 圖4A、4B和4C圖示了根據(jù)實施例的使用矩形緩沖器線性處理圖像的示例； 圖5A、5B和4C圖示了根據(jù)實施例使用行緩沖器線性處理圖像的示例； 圖6是根據(jù)實施例的訪問存儲在存儲器中的圖像的方法的處理流程圖；W及 圖7是根據(jù)實施例的包含訪問存儲在存儲器中的圖像的指令的計算機可讀介質(zhì)的圖。
[0005] 貫穿公開文本和圖，使用相同數(shù)字來引用類似部件和特征。在100系列中的數(shù)字 指代最初在圖1中發(fā)現(xiàn)的特征；在200系列中的數(shù)字指代最初在圖2中發(fā)現(xiàn)的特征；并且W 此類推。
【具體實施方式】
[0006] 本文描述的實施例公開了優(yōu)化圖像存儲器訪問。圖像被布置為一維（1D)陣列，使 得可使能線性訪問模式。如本文中使用的圖像可W是二維位圖、視頻的帖或=維對象。圖 像數(shù)據(jù)可W由像素區(qū)域構成。如本文使用的術語像素區(qū)域可W是單個像素、一組像素、像素 區(qū)域或其任意組合中的至少一種。圖像可W被處理為像素區(qū)域或行的組或矩形區(qū)域。在 實施例中，在本文還可W與術語行、行緩沖器、矩形、矩形緩沖器、數(shù)據(jù)緩沖器、陣列、1D陣列 或緩沖器可互換地稱為術語遞增。如本文使用的處理可W設及復制、傳輸或流式傳送來自 存儲器的圖像的遞增或像素區(qū)域到電子設備(例如計算機、打印機或攝像機）的處理器或輸 出。因此，替代對非線性矩形存儲器區(qū)域或非郵鄰行的低效存儲器訪問的是，將數(shù)據(jù)的期望 的矩形或行訪問模式順序封裝到1D陣列的集合中，W易于存儲器訪問并且易于計算。本領 域技術人員將認識到，將存儲器模式封裝到1D陣列中的該方法允許標準矢量處理指令和 自動遞增存儲器訪問指令被采用W高效訪問和處理數(shù)據(jù)。
[0007] 步進瓦工引擎用作流水線機器W預取用于矩形組裝器的存儲器模式。矩形組裝器 將存儲器模式組裝成高速緩存中的線性封裝的1D陣列的集合。步進瓦工引擎可然后使得 該1D陣列的集合是處理器可用的。處理單元然后可W使用指針訪問1D陣列。處理單元處 理數(shù)據(jù)，然后步進瓦工引擎將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)從1D陣列寫回到高速緩存或儲存設備。矩形組 裝器在處理完成之后可W將1D陣列從高速緩存收回。
[0008] 附加地，步進瓦工引擎包括狀態(tài)和控制寄存器的集合，該集合可被編程為自動訪 問存儲器模式并且將它們組裝成如上文所討論的線性封裝的1D陣列。可流水線方式 訪問存儲器模式，其中順序訪問每個模式。步進瓦工引擎包括可編程能力W順序在將被處 理的整個圖像區(qū)域上步進，并且將存儲器模式(例如矩形和行)組裝成封裝的線性1D陣列作 為流水線中的預取步驟。存儲器模式也可W W重疊方式訪問，其還使能預取和處理。當預取 存儲器模式時，通過步進瓦工引擎訪問存儲器并且將存儲器組裝成高速緩存中的1D陣列， 同時處理器訪問來自高速緩存的1D陣列。如上文討論的，在通過步進瓦工引擎將已經(jīng)處理 或使用的1D陣列已經(jīng)寫回到存儲器中的適當位置中時，可W從高速緩存收回它們。
[0009] 附加地，在實施例中，在處理行或區(qū)域之前可W將圖像的行或區(qū)域放到高速緩存 中，W防止高速緩存未命中。因為圖像被布置為一維陣列并且訪問模式是線性的，使用存 儲器尋址自動遞增指令和面向陣列處理的指令集，處理數(shù)據(jù)的陣列可W更快，因為可預測 在圖像存儲器訪問期間將被處理的下一行或區(qū)域?？赏ㄟ^存儲在高速緩存中來準備行或區(qū) 域，W用于快速訪問和處理。使用本文公開的方法來封裝存儲器模式(例如矩形或選擇的 行巧Ij線性1D陣列的集合中，本文描述的實施例可提供對存儲器訪問的優(yōu)化W加速處理，因 為處理器將原本在繼續(xù)處理之前需要等待存儲器讀取和寫入操作完成。
[0010] 在W下描述和權利要求中，可使用術語"禪合"和"連接"W及它們的派生詞。應 當理解的是，該些術語非旨在作為相互的同義詞。相反，在特定實施例中，"連接"可用于指 示兩個或更多元件處于相互的直接物理或電氣接觸中。"禪合"可表示兩個或更多元件處于 直接物理或電氣接觸中。然而，"禪合"還可表示兩個或更多元件不處于相互直接接觸中，但 仍然相互協(xié)作或交互。
[0011] 一些實施例可W在硬件、固件和軟件中的一個或組合中實施。一些實施例還可被 實施為存儲在機器可讀介質(zhì)上的指令，其可由計算平臺讀取和實行W執(zhí)行本文描述的操 作。機器可讀介質(zhì)可包括用于存儲或傳輸機器(例如計算機）可讀形式的信息的任何機構。 例如，機器可讀介質(zhì)可包括只讀存儲器（ROM);隨機存取存儲器（RAM);磁盤存儲介質(zhì)；光學 存儲介質(zhì)；閃存設備；或電、光、聲或其它形式的傳播信號，例如載波、紅外信號、數(shù)字信號， 或發(fā)送和/或接收信號的接口，等等。
[0012] 實施例是實施方式或示例。在說明書中對"一實施例"、"一個實施例"、"一些實施 例"、"各個實施例"、或"其它實施例"的引用表示結(jié)合該實施例描述的特定特征、結(jié)構或特 性被包括在本發(fā)明的至少一些實施例中，但不一定在所有實施例中。各處出現(xiàn)的"一實施 例"、"一個實施例"或"一些實施例"不一定都指代相同實施例。來自一實施例的元件或方 面可W與另一實施例的元件或方面組合。
[0013] 不是本文描述和圖示的所有部件、特征、結(jié)構、特性等都需要被包括在特定實施例 或多個實施例中。如果說明書例如陳述了 "可"、"可能"、"能夠"或"能"包括部件、特征、結(jié) 構或特性，不要求該特定部件、特征、結(jié)構或特性被包括。如果說明書或權利要求設及"一" 或"一種"元件，其不表示僅存在一個該元件。如果說明書或權利要求設及"一附加"元件， 其不排除存在多于一個的該附加元件。
[0014] 應當注意，盡管參考特定實施方式描述了一些實施例，但是根據(jù)一些實施例，其它 實施方式是可能的。附加地，在圖中圖示的和/或本文描述的電路元件或其他特征的布置 和/或順序不需要W圖示和描述的特定方式來布置。根據(jù)一些實施例，很多其它布置是可 能的。
[0015] 在圖中示出的每個系統(tǒng)中，在一些情況下的元件可能每個具有相同附圖標記或不 同附圖標記來表明表示的該元件可能是不同和/或類似的。然而，元件可W足夠靈活W具 有不同實施方式，并且與本文示出或描述的系統(tǒng)中的一些或所有一起工作。圖中示出的各 個元件可W是相同或不同的。哪個被稱為第一元件并且哪個被稱為第二元件是任意的。
[0016] 圖1是根據(jù)實施例可使用的計算設備100的框圖。計算設備100可例如是膝上型 計算機、臺式計算機、平板計算機、移動設備或服務器等。計算設備100可包括被配置為執(zhí) 行存儲的指令的中央處理單元（CPU) 102,W及存儲由CPU102可執(zhí)行的指令的存儲器設備 104。CPU可通過總線106禪合到存儲器設備104。附加地，CPU102可W是單核處理器、多 核儲存設備、計算集群、或任意數(shù)量的其它配置。此外，計算設備100可包括多于一個的CPU 102。由CPU102執(zhí)行的指令可被用于優(yōu)化存儲器訪問。可W在本發(fā)明的實施例中使用除 了CPU之外的很多計算架構，例如單指令多數(shù)據(jù)（SIMD)指令集、數(shù)字信號處理（DSP)處理 器、圖像信號處理（ISP)處理器、GPU、或其他類型的陣列處理器，例如超長指令字（VLIW)機 器。
[0017] 計算設備100還可包括圖形處理單元（GPU) 108。如示出的，CPU102可W經(jīng)由總 線106禪合到GPU108。GPU108可W被配置為執(zhí)行在計算設備100內(nèi)的任何數(shù)量的圖形 操作。例如，GPU108可W被配置為擅染或操縱將被顯示給計算設備100的用戶的圖形圖 像、圖形帖、視頻等。在一些實施例中，GPU108包括多個圖形引擎(未示出)，其中