[发明专利]一种多处理器视频编码芯片装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频信号处理技术领域，特别是涉及一种多处理器视频编码芯片装置和方法。

背景技术

尽管晶体管预算在不断增加，微处理器设计技术也在继续提高，然后芯片时钟频率、同时把散热控制在合理范围的能力却在几年前就开始遇到了障碍。总部设以华盛顿的Digital Power Group能源研究公司估计，如今的计算机耗用了美国发电总量的10％左右，到2015年这个数字还会翻一番，因而美国正考虑通过立法迫使企业和技术提供商减少能耗。

而通过改用一块芯片里面的多核设计，处理生产商能够减少或维持时钟频率，同时控制散发的热量，把同一尺寸的硅芯片里面可用的处理引擎数量增加一倍，同时维持稳定的功耗，这可以大幅提高处理器的总体性能。

在可预见的未来，多处理器芯片中的处理器会一直不停地增加下去，如英特尔(Intel)近期宣布其已研制出有80个处理器的多核处理器芯片，预计功耗比现有的四核处理器芯片还要低，因此，处理器芯片生产商都向市场推出大规模并行多核处理器芯片产品。

提高架构执行效率、多核心设计、灵活的扩展弹性、深层次的功能整合是当前微处理器领域的四大技术发展方向。多核心设计是提高每晶体管效能的最佳手段。在单核处理器中，提高性能主要通过提高频率和增大缓存来实现，前者会导致芯片功耗的提升，后者则会让芯片晶体管规模激增，造成芯片成本大幅度上扬。尽管代价高昂，这两种措施也只能带来小幅度性能提升。而如果引入多核技术，便可以在较低频率、较小缓存的条件下达到大幅度提高性能的目的。相比大缓存的单核处理器，耗费同样数量晶体管的多核处理器拥有更出色的效能，同样在每瓦性能方面，多核设计也有明显的优势。正因为如此，当IBM公司于2001年率先推出双核处理器之后。其他高端RISC处理器厂商也迅速跟进，双核处理器芯片由此成为高端RISC处理器的标准，并且，RISC处理器已经朝向多核、多线程的方向发展，四核心、八核心处理器芯片纷纷登台亮相，并行线程数量达到32条，并且开始从通过多核体系转向简化核以及专用的数字信号处理器(DSP)，实现性能的跨越性提升。

而多媒体正在迅速地，以意想不到的方式进入人们生活的多个方面，而其中一项关键技术即为视频编码技术。随着多核处理器的发展，基于多核处理器的视频编码装置(芯片)的需求也应运而生，如何能够充分利用多核资源来提高视频编码芯片的性能，降低编码的功耗等，都需要进一步研究。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种多处理器视频编码芯片装置和方法，其能够很大程度上降低功耗，而且不影响整个任务的运行速度。

为实现本发明目的而提供的一种多处理器视频编码芯片装置，包括具有多个处理器的多核编码器，以及图像切片单元，其中：

所述图像切片单元，用于将视频图像划分为多个切片，并将每个切片分配到多核编码器的不同处理器中进行处理；

所述多核编码器，用于在利用多个处理器对图像的切片进行处理的过程中，采用并行流水的方式执行图像编码。

所述多核编码器，还用于在多核编码器的处理器处理完一个切片后，给图像切片单元发送消息以使图像切片单元发送下一个切片给该处理器。

所述的多处理器视频编码芯片装置，还包括频率控制单元，用于使用动态频率调节方法，调节多核编码器中的处理器的处理速度。

所述多核编码器包括多个处理器，每个处理器包含视频编码的全部处理模块，即所述处理器包含：运动估计模块，预测模块，变换模块，量化模块，去方块滤波模块以及熵编码模块。

所述量化模块每次并行处理n个数据，例如n＝8等，即量化n个数据只需要1个单位时钟；

所述预测模块采用多模式并行运行的方式进行操作。

所述切片包含多个整宏块，一幅视频图像中每片的宏块数不固定。

为实现本发明目的还提供一种多处理器视频编码方法，包括下列步骤：

步骤A，将图像划分为多个切片，并将每个切片分配到多核编码器的不同处理器中进行处理；

步骤B，在利用多个处理器对图像的切片进行处理的过程中，采用并行流水的方式执行图像编码。

所述步骤B还包括下列步骤：

步骤B’，在多核编码器的处理器处理完一个切片后，给图像切片单元发送消息以使图像切片单元发送下一个切片给该处理器。

所述步骤B之后还包括下列步骤：

步骤C，使用动态频率调节方法，调节多核编码器中的处理器的处理速度，尽量使得每个处理器在处理图像切片的过程中同步工作。

所述步骤B包括下列步骤：