[发明专利]一种面向飞腾处理器的一维8点IDCT并行方法

摘要

本发明涉及一种面向飞腾处理器的一维8点IDCT并行方法，该方法包括以下内容：利用飞腾处理器的子字并行指令对一维8点IDCT变换过程进行并行优化，其主要途径是将一维8点IDCT变换中多个同构的乘法与加法运算用数条子字并行指令实现，本发明通过利用飞腾处理器的子字并行指令将一维8点IDCT并行化，提升了IDCT变换计算的效率。

主权项

一种面向飞腾处理器的一维8点IDCT并行方法，其特征是，该并行方法步骤如下：令x(n)n＝0，1，2，...，7为一维8点IDCT的输入，y(n)n＝0，1，2，...，7为输出，x(n)和y(n)均为0至255之间的整数，则一维8点IDCT计算可表示为：a₀＝x(0)*C₄+x(2)*C₂+x(4)*C₄+x(6)*C₆   y(0)＝a₀+b₀a₁＝x(0)*C₄+x(2)*C₆‑x(4)*C₄‑x(6)*C₂   y(1)＝a₁+b₁a₂＝x(0)*C₄‑x(2)*C₆‑x(4)*C₄+x(6)*C₂   y(2)＝a₂+b₂a₃＝x(0)*C₄‑x(2)*C₂+x(4)*C₄‑x(6)*C₆   y(3)＝a₃+b₃b₀＝x(1)*C₁+x(3)*C₃+x(5)*C₅+x(7)*C₇   y(4)＝a₄‑b₄b₁＝x(1)*C₃‑x(3)*C₇‑x(5)*C₁‑x(7)*C₅   y(5)＝a₅‑b₅b₂＝x(1)*C₅‑x(3)*C₁+x(5)*C₇+x(7)*C₃   y(6)＝a₆‑b₆b₃＝x(1)*C₇‑x(3)*C₅+x(5)*C₃‑x(7)*C₁   y(7)＝a₇‑b₇其中a_k和b_k表示中间计算结果，k＝0，1，2，...，7，C_k为常量，k＝1，2，3，...，7，采用飞腾处理器的VIS指令集将一维8点IDCT计算并行化的步骤如下：(1)将所有C_k乘以2¹⁴后取整，记为Fix_C_k；(2)用前缀Vec₄_表示由4个整数组成的向量，令Vec₄_X_k＝{x(k)，x(k)，x(k)，x(k)}，k＝0，1，2...，7，由于x(k)的值在0至255之间，只需占据一个字节，将四个x(k)组成的Vec₄_X_k向量存储在一个32位长的字中；(3)令Vec₄_C₀＝{Fix_C₄，Fix_C₄，Fix_C₄，Fix_C₄}，Vec₄_C₁＝{Fix_C₁，Fix_C₃，Fix_C₅，Fix_C₇}，Vec₄_C₂＝{Fix_C₂，Fix_C₆，‑Fix_C₆，‑Fix_C₂}，Vec₄_C₃＝{Fix_C₃，‑Fix_C₇，‑Fix_C₁，‑Fix_C₅}，Vec₄_C₄＝{Fix_C₄，‑Fix_C₄，‑Fix_C₄，Fix_C₄}，Vec₄_C₅＝{Fix_C₅，‑Fix_C₁，Fix_C₇，Fix_C₃}，Vec₄_C₆＝{Fix_C₆，‑Fix_C₂，Fix_C₂，‑Fix_C₆}，Vec₄_C₇＝{Fix_C₇，‑Fix_C₅，Fix_C₃，‑Fix_C₁}，由于Fix_C_k的值在0至2¹⁴之间，只需占据两个字节，将Vec₄_C_k存储在一个64位长的字中；(4)用飞腾处理器的fmu18x16指令计算Vec₄_X_k×Vec₄_C_k的值，记为Vec₄_T_k，k＝0，1，2，...，7；(5)用飞腾处理器的fpadd16指令计算Vec₄_T₀+Vec₄_T₁+Vec₄_T₂+Vec₄_T₃的值，记为Vec₄_A，同样地，用fpadd16指令计算Vec₄_T₄+Vec₄_T₅+Vec₄_T₆+Vec₄_T₇的值，记为Vec₄_B；(6)用飞腾处理器的fpadd16指令计算Vec₄_A+Vec₄_B的值，记为Vec₄_Y_a，用fpsub16指令计算Vec₄_A‑Vec₄_B的值，记为Vec₄_Y_b；(7)用fpack16指令将Vec₄_Y_a压缩至一个32位的字中，记为Vec₄_Y_ap，同样地，用fpack16指令将Vec₄_Y_b压缩至一个32位的字中，记为Vec₄_Y_bp，Vec₄_Y_ap第1个字节的值为y(0)，第2个字节的值为y(1)，第3个字节的值为y(2)，第4个字节的值为y(3)，Vec₄_Y_bp第1个字节的值为y(4)，第2个字节的值为y(5)，第3个字节的值为y(6)，第4个字节的值为y(7)。