blackfin dsp存储资源分配策略研究

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1、华中科技大学硕士学位论文BlackfinDSP存储资源分配策略研究姓名：阳海件申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：周敬利20080604华中科技大学硕士学位论文摘要H.264是一种先进的、近年来流行的国际视频编码标准。国内外很多公司以及研究机构都在研究H.264编码算法在数字信号处理器（DSP,DigitalSignalProcessor）平台上的实时解决方案。由于H.264编码算法的复杂度高以及DSP的资源有限，至今没有较好的解决方案。在分析H.264标准特性和Blackfin561系统结构的基础上，对存储资源分配进行了

2、一些优化。根据H.264中用到的数据结构的大小，被操作的频度，确定数据在内存上的分块布局，减小了内存访问冲突。设计了视频采集缓冲区的双核同步策略，并且将缓冲区布局在不同的片外内存子块上，试验表明能减少视频采集中等待的时间。定量分析高速缓存（Cache）容量大小对Cache失效率和平均访存时间的影响，确定Cache的最佳容量，在内存代价和Cache效率之间取得平衡。针对Cache的两种回写机制的特点，对不同数据块按页采用不同的回写机制。通过计算额外开销，分析出合适的DMA一次调度数据块的数目，分析出DMA传输方向控制器的不同切换周期对系

3、统性能的影响，找到切换周期的最佳值。分支指令和循环指令对存储性能影响较大，通过预测分支跳转和构建硬件循环来提高它们的效率。测试结果表明，优化后的视频采集占用的系统资源减少。对于低复杂度的场景，有较快的实时编码速度，编码帧率达到22帧。对标准序列测试的结果也表明，经过存储资源分配优化后的系统性能得到提升。关键词：视频编码，数字信号处理，直接内存访问，高速缓存，子块并行读写I华中科技大学硕士学位论文AbstractH.264isanadvancedandpopularvideocompressionstandard.Manycompani

4、esandresearchinstitutionstrytheirbesttoexplorethereal-timesolutionofH.264EncoderinDSP(DigitalSignalProcessor)platform.However,asthehighcomplexityandtheresourceslimitationofDSP,therewasnogoodsolutionuptonow.TheoptimizationofstorageresourceassignmentbasedontheanalysisofBl

5、ackfin561architectureandH.264encodingalgorithmcharacteristics.TheconflictofaccessingmemoryisreducedbyAbstractingdatastructuresofH.264algorithm,analyzingdatasizeandoperationfrequency,anddistributingcorrespondingmemorylevelforthedata.Adual-coresynchronizationmethodisdesig

6、nedforvideocapture,andbuffersaredistributedtodifferentsub-banks,sothetimeofwaitingvideodataisreduced.Bycalculatingcachemissrateandaveragetimeofaccessingmemory,optimalCachecapacityisallocated,andappropriatewrite-backstrategyischosenfordifferentpartofdatastructures.Bycalc

7、ulatingadditionalspendingofDMAtransfer,fixupappropriatenumberofblockstransferredbyoneDMAtransfer,andwhatistheoptimalregistervalueofDMAtraffic.Branchandcirclealsohaveagreatimpactonstorageperformance,sooptimizethembymeansofaddingcompileroption.ExperimentsontheBlackfin561a

8、reconductedtoevaluateandcomparedifferenttechniques.Afteroptimization,thecosttimeofvideocaptureframeworkisreduc