[发明专利]元素选择单元及其中的方法

说明书

技术领域

本文的实施例涉及用于向量元素选择的元素选择以及其中的方法。另外的实施例涉及包括元素选择单元的加载存储单元、包括元素选择单元的内存到内存传输系统、包括元素选择单元的向量处理器以及包括向量处理器的集成电路。

背景技术

对于一些数字信号处理算法，在计算可开始之前必须聚集或组织输入数据。例如，当从线性输入向量中选择数据元素的分散集合时，所选择的数据元素可在计算能开始之前聚集成后续数据元素的新线性输出向量。这种类型的数据聚集或组织例如在3GPP长期演进(LTE)通信系统中的数据副载波的均衡处理中需要。LTE是使用正交频分复用(OFDM)的无线通信标准。基于OFDM的通信系统通过施加(逆)傅里叶变换有效地解调(或调制)某个数量的射频副载波。对于LTE，根据该模式，每秒存在12000或14000个OFDM符号。对于20MHz带宽载波，每个OFDM符号的1200个副载波中的每个副载波都包括调制符号。调制符号例如可以是用于信道估计的用户数据符号或导频符号。将各种类型信息信道和信号映射在这些副载波上可能相当复杂并且分散。在进行数据信道的均衡处理之前，从输入OFDM符号中提取一些接收器系统中的数据符号，并将数据符号级联成新向量。示例接收器系统包括在其上映射均衡处理的向量处理器。

动态存储器分配(DMA)经常用于将数据元素拷贝到嵌入系统中。通常，DMA单元传输数据元素的较粗粒度块。表述“数据的较粗粒度块”是指具有大小在范围从数十字节到数百万字节的数据块。数据块越小，即，数据突发越短，控制和配置数据传输的开销将越大。DMA单元经常具有对于分散收集操作的支持，即，对于按顺序执行DMA配置的链接列表的支持。选择LTE中的资源元素，即，选择例如32位的复杂字，对于DMA单元将是太细粒度。

经典数字信号处理器(DSP)操作在标量样本粒度上。因此，它们在从存储器加载和向存储器存储上可能是非常有选择的。进一步说，在执行计算处理时可进行数据元素的选择。从而，不需要执行将数据元素拷贝到临时数据向量。然而，应该指出，经典DSP的可选择性，即标量样本粒度，可在信号处理软件中增加复杂控制结构。

进一步说，装置一次加载和存储一个选择的标量元素需要相当长时间来聚集所有选择的数据元素。

作为示例，假定LTE类别5接收器可用。LTE类别5接收器是在20MHz频带中支持300兆位/秒的下行链路数据速率并具有多输入多输出(MIMO)接收器配置(并且因此具有4个接收天线)的接收器。进一步说，假定数据元素提取被映射到具有一个数据存储器接口的标量DSP上。此类DSP然后为了此任务对于高达每秒134百万指令进行加载。对于加载和存储操作，处理器负载被计算为4接收天线*1200数据符号/OFDM符号/天线*14000OFDM符号/秒*2流线型处理器周期/数据元素选择。

此外，为了选择4接收器天线流的数据元素，还必须执行从16信道估计流中选择数据元素。选择模式具有与接收的符号流的数据元素选择相同的选择网格，并将导致高达670MIPS的处理器负载，这是相当大的开销，并且具有相当长的等待时间。对于加载和存储操作，处理器负载被计算为16信道估计流*1200估计/OFDM符号/信道估计流*14000OFDM符号/秒*2流线型处理器周期/数据元素选择。

向量DSP执行数据元素向量上的运算。重要种类的运算是所谓的单指令多数据(SIMD)运算，该运算借助于相同并行处理单元的阵列执行多个输入向量上的相同算术运算。SIMD运算要求算法是可向量化的，意味着输入数据元素应该能够作为相邻数据元素的向量进行处理。通过可用硬件并行性，即并行处理单元，向量DSP能够执行SIMD运算，其相比由经典非向量DSP提供的计算吞吐量提供了更高计算吞吐量。

通常，向量DSP具有向量存储器。从而，向量DSP可在一个指令中访问后续数据元素的向量。进一步说，向量DSP经常具有在其中存储中间结果的向量寄存器文件，由此可减少到向量存储器的通信。而且，向量DSP要求向量存储器可提供的高存储器带宽，使得加载和/或存储吞吐量可跟上计算吞吐量。

向量DSP可具有对于向量内的数据元素重新组织的一些支持。例如，混洗单元可能是可用的，该混洗单元可用于按输出数据元素选择特定输入数据元素。混洗运算函数可基于具有绝对索引或相对距离的配置模式。