[发明专利]使用压缩和解压缩的增强型多处理器波形数据交换

说明书

背景技术

本发明针对波形数据的压缩以便在计算核之间进行数据传输和向存储器进行数据写入，以及随后在计算核接收数据或者在多核处理架构中进行数据读取时进行解压缩，尤其涉及整数和浮点数数据类型这两者的压缩。本发明支持对所有数据类型进行无损、固定速率或固定质量的压缩模式的选择。

在波形数据处理应用中，微处理器或其它信号处理构造的中央处理单元(CPU)在所存储程序的控制下对波形数据数值执行算术和逻辑运算，以便按照专用方式对波形数据数值进行变换。输入、中间和输出波形数据数值从存储、存储器或输入设备所获取，并且被提供给存储、存储器或输出设备。波形数据可以通过整数和浮点数数据类型来表示。这样的波形数据处理应用的示例包括但不限于：

在蜂窝电话中接收和传送移动电话信号，

在便携式音频播放器中录制和播放音频，

从DVD获取压缩视频，对该压缩视频进行解压缩，并且将解压缩视频传送至显示设备，

在语音录制器中录制和回放数字话音，以及

对化学、分子、电或生物过程进行仿真。

波形数据处理行业包括提供大范围的波形数据处理引擎和波形数据存储设备的大量制造商。波形数据处理引擎大多数通常使用支持数字信号处理器(DSP)的CPU来实现，该CPU支持使用诸如MPY和MAC的专用汇编语言指令的乘累加(MAC)运算。提供具有用于波形处理应用的MPY和MAC指令的CPU的公司包括Intel公司(x86指令集的处理器族，包括Pentium、Nehalem、Itanium、Larrabee以及其它处理器)、Nvidia图形处理单元(GPU)、兼容x86的CPU的Advance Micro Device(AMD)族、AMD/ATI GPU、Texas Instruments(TMS320DSP族)、Analog Devices(Blackfin、TigerSharc、SHARC和ADSP-21xx族)、Motorola(PowerPC和56xxx族)、ARM(Cortex、ARM7、ARM9、ARM10和ARM11族)、MIPS Technology(R2000至R16000、MIPS 16、MIPS32、MIPS64和MIPS DSP族)、Microchip(dsPIC族)、IBM(PowerPC族)，等等。波形数据处理应用还可以使用现场可编程门阵列(FPGA)中的逻辑、算术和存储元件的可编程构造来实现。提供用于波形数据处理应用的FPGA的公司包括Altera(Cyclone、Arria和Stratix族)、Xilinx(Spartan和Virtex族)、Actel(Axcelerator和ProASIC族)、Lattice(XP、ECP和SC族)，等等。波形数据处理应用还可以包括在被设计为执行特定波形数据处理操作的专用集成电路(ASIC)中。ASIC提供商包括TSMC、UMC、IBM、LSI Logic和许多其他提供商。

DSP、FPGA、ASIC和存储器市场细分都是半导体行业的子细分。术语“存储器”和“存储”在以下描述中针对临时或持久存储波形数据处理应用中所使用的整数或浮点样本数据数值的设备和子系统可互换使用。波形数据存储器可以包括以下半导体类别：静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、双倍和四倍数据速率随机存取存储器(DDR和QDR)、闪存、固态驱动器(SSD)、闪存驱动器、磁盘驱动器、铁磁随机存取存储器(FRAM)、高速缓存存储器，以及用来存储波形数据的任意其它未来的半导体存储器。制造半导体存储器或存储设备的公司包括SRAM制造商，包括Cypress、Dallas Semiconductor、Honeywell、Hynix、IDT、Micron、Mitsubishi、NEC、Renesas、Sharp、Sony、Toshiba、UTMC/Aeroflex、White Electronic Design等；DRAM制造商Samsung、Hynix、Micron、Elpida、Nanya、Qimonda、ProMOS、Powerchip等；闪存制造商，包括Samsung、Toshiba、Intel、ST Microelectronics、Renesas、Hynix等；FRAM制造商，包括Fuiitsu、Ramtron和Samsung。