相關(guān)申請的交叉引用

包括說明書、附圖和摘要的、2015年11月30日提交的日本專利申請no.2015-232944的公開的全部內(nèi)容通過引用被并入本文中。

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和半導(dǎo)體裝置控制方法。例如，本發(fā)明涉及執(zhí)行算術(shù)處理的半導(dǎo)體裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和半導(dǎo)體裝置控制方法。

背景技術(shù)：

近年來，廣泛使用執(zhí)行圖像處理和各種其他算術(shù)處理的半導(dǎo)體裝置。當(dāng)將圖像和其他數(shù)據(jù)寫入存儲器并且從存儲器讀取它們時，半導(dǎo)體裝置例如遵循預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行編碼、解碼、壓縮和解壓縮。

在例如日本未經(jīng)審查的專利申請公開no.hei10(1998)-27127中描述了與壓縮和解壓縮相關(guān)的熟知技術(shù)。根據(jù)日本未經(jīng)審查的專利申請公開no.hei10(1998)-27127，通過總線耦合到計算單元和存儲裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括被設(shè)置在總線和計算單元之間的壓縮電路和解壓縮電路。壓縮電路壓縮指示計算單元處理的結(jié)果的數(shù)據(jù)并且將被壓縮的數(shù)據(jù)存儲在存儲裝置中。解壓縮電路解壓縮從存儲裝置讀取的壓縮數(shù)據(jù)并且用計算單元來處理被解壓縮的數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

執(zhí)行各種算術(shù)處理的半導(dǎo)體裝置優(yōu)選地以適于算術(shù)處理的最佳配置來執(zhí)行壓縮和解壓縮。因此，為了以增加的適宜度來執(zhí)行壓縮和解壓縮，做出本發(fā)明的一方面。

從以下描述和附圖中，其他優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將變得清楚。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝包括計算模塊和存儲器控制模塊。所述計算模塊包括算術(shù)處理部和壓縮部。所述存儲器控制模塊包括訪問部和解壓縮部。在所述計算模塊中，所述算術(shù)處理部執(zhí)行算術(shù)處理并且所述壓縮部壓縮指示算術(shù)處理的結(jié)果的數(shù)據(jù)。在所述存儲器控制模塊中，所述訪問部將被壓縮的數(shù)據(jù)寫入存儲器并且從所述存儲器讀取被寫入的數(shù)據(jù)，所述壓縮部壓縮從所述存儲器讀取的數(shù)據(jù)并且將解壓縮后的數(shù)據(jù)輸出到所述計算模塊。

本發(fā)明的以上方面能夠以增加的適宜度執(zhí)行壓縮和解壓縮。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)第一基本示例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示例性構(gòu)造的示圖；

圖2是示出根據(jù)第二基本示例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示例性構(gòu)造的示圖；

圖3是示出根據(jù)第三基本示例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示例性構(gòu)造的示圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意性構(gòu)造的示圖；

圖5是示出根據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意性構(gòu)造的示圖；

圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意性構(gòu)造的示圖；

圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的計算單元的輸出數(shù)據(jù)的示圖；

圖8是示出根據(jù)第一實(shí)施例的計算單元的輸出數(shù)據(jù)的示圖；

圖9是示出根據(jù)第一實(shí)施例的緩沖器的示例性構(gòu)造的示圖；

圖10是示出根據(jù)第一實(shí)施例的緩沖器的輸入/輸出操作的示圖；

圖11是示出根據(jù)第一實(shí)施例的緩沖器的輸入/輸出操作的示圖；

圖12是示出根據(jù)第一實(shí)施例的緩沖器的輸入/輸出操作的示圖；

圖13是示出根據(jù)第一實(shí)施例的緩沖器的輸入/輸出操作的示圖；

圖14是示出根據(jù)第一實(shí)施例的緩沖器的輸入/輸出操作的示圖；

圖15是示出數(shù)據(jù)長度和存儲器訪問效率之間的關(guān)系的曲線圖；

圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓縮數(shù)據(jù)的示圖；

圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的存儲器控制模塊的示例性構(gòu)造的示圖；

圖18是示出根據(jù)第三實(shí)施例的存儲器訪問操作的示圖；

圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的被壓縮的數(shù)據(jù)的示圖；以及

圖20是示出根據(jù)第四實(shí)施例的存儲器訪問操作的示圖。

具體實(shí)施方式

在下面的描述中和附圖中，為了清楚說明，根據(jù)需要做出了省略和簡化。另外，可由cpu、存儲器、或其他電路來實(shí)現(xiàn)用于附圖中被描繪為執(zhí)行各種處理的功能塊的各種元件的硬件，而例如可由被加載在存儲器中的程序來實(shí)現(xiàn)用于這些元件的軟件。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員要理解，功能塊不限于硬件或軟件，但可僅僅由硬件，僅僅由軟件，或由硬件和軟件的組合以各種方式來實(shí)現(xiàn)該功能塊。另外，用相同的參考標(biāo)號來指定附圖中的類似元件，并且將不對其進(jìn)行冗余描述。

第一基本示例至第三基本示例

首先，將描述構(gòu)成實(shí)施例的基礎(chǔ)的第一基本示例至第三基本示例。圖1至圖3分別示出根據(jù)第一基本示例、第二基本示例和第三基本示例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的構(gòu)造。

如圖1至圖3中所示，根據(jù)第一基本示例至第三基本示例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)91-93均包括半導(dǎo)體裝置(lsi)901-903和sdram200。sdram200存儲半導(dǎo)體裝置901-903的數(shù)據(jù)。半導(dǎo)體裝置901-903包括多個計算模塊110(例如，計算模塊110_a-110_c)和存儲器控制模塊120。計算模塊110通過例如數(shù)據(jù)總線130被耦合到存儲器控制模塊120。

計算模塊110中的每個充當(dāng)用于執(zhí)行算術(shù)處理的計算部分，并且包括計算單元111(例如，111_a-111_c)，以便實(shí)現(xiàn)算術(shù)處理功能。存儲器控制模塊120充當(dāng)存儲器控制部分并且為實(shí)現(xiàn)此控制功能包括訪問電路121存儲器控制部分其用于遵循來自計算模塊110的請求控制相對于sdram200的讀/寫操作，。計算單元111通過數(shù)據(jù)總線130和存儲器控制模塊120將數(shù)據(jù)存儲在sdram200中并且從sdram200讀取數(shù)據(jù)。sdram200是用于存儲半導(dǎo)體裝置的數(shù)據(jù)的存儲器的示例，因此可被不同的存儲裝置取代。

半導(dǎo)體裝置901-903還包括壓縮電路11和解壓縮電路21。壓縮電路11壓縮指示計算結(jié)果的數(shù)據(jù)。解壓縮電路21解壓縮被壓縮的數(shù)據(jù)。半導(dǎo)體裝置901、半導(dǎo)體裝置902和半導(dǎo)體裝置903是在壓縮電路11和解壓縮電路21的布局方面不同的示例。

如圖1中所示，根據(jù)第一基本示例的半導(dǎo)體裝置901被構(gòu)造成，使得壓縮電路11和解壓縮電路21被設(shè)置在計算模塊110和數(shù)據(jù)總線130之間。壓縮電路11和解壓縮電路21與數(shù)據(jù)總線130成一對一關(guān)系。如圖2中所示，根據(jù)第二基本示例的半導(dǎo)體裝置902被構(gòu)造成，使得壓縮電路11和解壓縮電路21被設(shè)置在存儲器控制模塊120中。壓縮電路11和解壓縮電路21與存儲器控制模塊120成一對一關(guān)系。

各計算單元111基于其算術(shù)處理的特征來輸出輸出數(shù)據(jù)。也就是說，對于不同的計算單元而言，開始傳遞輸出數(shù)據(jù)的地址、傳遞的長度、和數(shù)據(jù)的格式(連續(xù)或離散的)不同。當(dāng)如第一或第二基本示例中一樣壓縮電路11和解壓縮電路21與數(shù)據(jù)總線130或存儲器控制模塊120成一對一關(guān)系時，壓縮電路需要壓縮所有計算單元111的輸出。在這種情況下，壓縮效率不可被增大。更具體地，盡管對于不同的計算單元而言輸出特性不同，但使用同一壓縮電路來進(jìn)行壓縮。因此，不可在適于壓縮的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中執(zhí)行壓縮。這樣造成了壓縮效率減小的問題。

同時，如圖3中所示，根據(jù)第三基本示例的半導(dǎo)體裝置903被構(gòu)造成，使得壓縮電路11和解壓縮電路21被設(shè)置在各計算模塊110之間。壓縮電路11和解壓縮電路21與各計算單元111成一對一關(guān)系。即使當(dāng)如第三基本示例中一樣壓縮電路11和解壓縮電路21與各計算單元111成一對一關(guān)系時，壓縮效率也可能不被增大。原因在于，當(dāng)指示計算結(jié)果的數(shù)據(jù)將被另一個計算單元使用時，數(shù)據(jù)需要被壓縮在公共數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，以便允許其他計算單元解壓縮該數(shù)據(jù)。如果公共數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于壓縮，則不可根據(jù)各計算單元的輸出來壓縮數(shù)據(jù)。這造成與以上提到的問題類似的問題。

另外，當(dāng)采用第三基本示例中說明的構(gòu)造時，不執(zhí)行壓縮的計算單元111_c需要解壓縮電路21_c讀取被另一個計算單元111壓縮的數(shù)據(jù)。因此，對于所有的計算單元而言，都需要解壓縮電路。這樣造成了電路面積增大的問題。

此外，例如，可使用sdram來作為存儲裝置。然而，取決于計算單元111所生成的數(shù)據(jù)的特性，數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)中可以不是連續(xù)的。這樣造成了sdram的傳遞效率不可輕易被增大的問題。

第一實(shí)施例

現(xiàn)在，將參照附圖描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。

<第一實(shí)施例的概況>

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意性構(gòu)造。如圖4中所示，根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1包括半導(dǎo)體裝置100和sdram200。如第一基本示例至第三基本示例的情況一樣，根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1包括多個計算模塊110(例如，計算模塊110_a至110_c)和存儲器控制模塊120。計算模塊110均包括計算單元111(111_a-111_c)。一些計算模塊110還包括壓縮電路(例如，壓縮電路11_a、11_b)。存儲器控制模塊120包括訪問電路121和解壓縮電路21。如圖5中所示，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置100可至少包括在圖4中描繪的計算模塊110和存儲器控制模塊120。更具體地，計算模塊110至少包括：計算單元(算術(shù)處理部)111，其執(zhí)行算術(shù)處理；以及壓縮電路(壓縮部)11，其壓縮指示算術(shù)處理結(jié)果的數(shù)據(jù)，并且存儲器控制模塊120包括：訪問電路(訪問部)121，其將被壓縮的數(shù)據(jù)寫入sdram(存儲器)200中并且從sdram200讀取被寫入的數(shù)據(jù)；以及解壓縮電路(解壓縮部)21，其解壓縮從sdram200讀取的數(shù)據(jù)并且將被解壓縮的數(shù)據(jù)輸出到計算模塊110。

如上所述，包括計算部分(計算模塊)和存儲器控制部分(存儲器控制模塊)的根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被表征為，使得計算部分包括壓縮待被輸出的數(shù)據(jù)的壓縮電路，并且使得存儲器控制部分包括解壓縮從存儲器讀取的數(shù)據(jù)(當(dāng)數(shù)據(jù)被壓縮時解壓縮數(shù)據(jù))的解壓縮電路。因?yàn)橛嬎悴糠职▔嚎s電路，所以可根據(jù)計算單元的數(shù)據(jù)來執(zhí)行壓縮。因?yàn)榇鎯ζ骺刂撇糠种械慕鈮嚎s單元解壓縮被壓縮的數(shù)據(jù)并隨后將被解壓縮的數(shù)據(jù)發(fā)送到各計算部分，所以所有計算部分可使用被存儲在存儲器中的被壓縮的數(shù)據(jù)和未被壓縮的數(shù)據(jù)二者。并非所有計算部分都需要包括解壓縮電路。這樣使得可以抑制電路面積的增大。

<第一實(shí)施例的構(gòu)造>

圖6示出根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的詳細(xì)示例性構(gòu)造。如圖6中所示，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100被構(gòu)造成，使得一些計算模塊110包括除了圖4中描繪的元件之外的緩沖器112。

半導(dǎo)體器件100被構(gòu)造成，使得各計算模塊110包括計算單元111、緩沖器112和壓縮電路11。緩沖器112是轉(zhuǎn)換部，其將指示算術(shù)處理結(jié)果的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以壓縮處理單位而形成的數(shù)據(jù)，將指示計算單元111計算結(jié)果的、來自計算單元111的輸出數(shù)據(jù)保持在適于壓縮的壓縮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并且將被保持在壓縮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)傳遞到壓縮電路11。壓縮電路11壓縮被輸入的數(shù)據(jù)并且通過數(shù)據(jù)總線130將被壓縮的數(shù)據(jù)傳遞到存儲器控制模塊120。存儲器控制模塊120將傳遞的被壓縮的數(shù)據(jù)201存儲在外部sdram200中。解壓縮電路21被設(shè)置在存儲器控制模塊120中，使得從sdram200讀取的被壓縮的數(shù)據(jù)210在被發(fā)送到數(shù)據(jù)總線130之前被解壓縮。請求讀取的計算模塊110將指示數(shù)據(jù)是被壓縮還是被解壓縮的控制信號發(fā)送到存儲器控制模塊120。

在圖6的示例中，半導(dǎo)體器件100包括計算模塊110_a-110_d。例如，計算模塊110_a、110_b分別包括計算單元111_a、111_b、緩沖器112_a、112_b和壓縮電路11_a、11_b，并且計算模塊110_c、110_d分別包括計算單元111_c、111_d。

例如，計算模塊110_a(計算單元111_a)是解碼圖像數(shù)據(jù)(視頻數(shù)據(jù))的解碼器。計算模塊110_a解碼數(shù)據(jù)，然后壓縮被解碼的數(shù)據(jù)，并且將結(jié)果得到的被壓縮的數(shù)據(jù)201存儲在sdram200中。

計算模塊110_b(計算單元111_b)是圖像處理裝置(gpu)，其對通過計算模塊110_a解碼的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行諸如放大和縮小的圖像處理(視頻處理)。計算模塊110_b通過解壓縮電路21從sdram200獲取解碼后的被壓縮的數(shù)據(jù)201，對所獲取的數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理，壓縮圖像處理后的數(shù)據(jù)以得到被壓縮的數(shù)據(jù)201，并且將被壓縮的數(shù)據(jù)201存儲在sdram200中。

計算模塊110_c(計算單元111_c)使用從計算模塊110_b獲取的圖像處理后的數(shù)據(jù)，以便例如通過添加諸如菜單的gui，生成顯示畫面數(shù)據(jù)。計算模塊110_c通過解壓縮電路21從sdram200獲取圖像處理后的壓縮數(shù)據(jù)201，然后生成顯示畫面數(shù)據(jù)，并且將所生成的顯示畫面數(shù)據(jù)作為未被壓縮數(shù)據(jù)的202存儲在sdram200中。

計算模塊110_d(計算單元111_d)是cpu，其通過使用由計算模塊110_a-110c進(jìn)行操作控制和計算的結(jié)果來執(zhí)行應(yīng)用處理。計算模塊110_d從sdram200獲取諸如顯示畫面數(shù)據(jù)的未被壓縮的數(shù)據(jù)202，然后對未被壓縮的數(shù)據(jù)202執(zhí)行應(yīng)用處理，并且將處理后的未被壓縮的數(shù)據(jù)202存儲在sdram200中。

<第一實(shí)施例的操作>

首先，將描述根據(jù)本實(shí)施例的計算模塊110(例如，計算模塊110_a)執(zhí)行的操作。

壓縮電路11通過使用數(shù)據(jù)的冗余壓縮數(shù)據(jù)，來減少數(shù)據(jù)量。例如，通過使用目標(biāo)像素和參考像素之間的差異來壓縮圖像數(shù)據(jù)。因此，相鄰像素由于它們的差異小而往往會以高壓縮比被壓縮。因此，為了通過壓縮高效減少數(shù)據(jù)量，優(yōu)選地，以具有預(yù)定長度的連續(xù)數(shù)據(jù)(諸如塊數(shù)據(jù)的在連續(xù)地址處的數(shù)據(jù))為單位來執(zhí)行壓縮。

然而，從計算單元111輸出的數(shù)據(jù)不是總具有適于壓縮的結(jié)構(gòu)。更具體地，取決于計算單元111執(zhí)行的處理和數(shù)據(jù)的特性，從計算單元111輸出的數(shù)據(jù)的次序可與sdram200的緩沖器的地址的次序不一致。在這種情形下，數(shù)據(jù)在地址非連續(xù)的地方被分段。因此，不能夠高效地壓縮數(shù)據(jù)。依據(jù)這些情形，本實(shí)施例沒有直接壓縮來自計算單元111的輸出數(shù)據(jù)，而是將輸出數(shù)據(jù)存儲在緩沖器112中，將緩沖器112中的輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適于壓縮的結(jié)構(gòu)(具有預(yù)定長度和連續(xù)地址的結(jié)構(gòu))，然后允許壓縮電路11壓縮輸出數(shù)據(jù)。

下面描述以下示例：計算單元111(例如，計算單元111_a)是具有遵循h(huán).265視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的去塊濾波器的解碼器并且解碼器的輸出被轉(zhuǎn)換成針對4個垂直像素行的64個水平像素的連續(xù)256字節(jié)數(shù)據(jù)的被壓縮的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

根據(jù)h.265視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以個體圖像(圖片)為單位壓縮視頻圖像。壓縮后的圖片被粗略分類成三種類型：i、p和b。

通過僅僅使用關(guān)于i圖片的數(shù)據(jù)來壓縮i圖片并且可以以圖片為單位來解碼i圖片。通過使用圖片和前一解碼結(jié)果(被解碼的圖像)之間的差異，壓縮p或b圖片。因此，p和b圖片的被壓縮的數(shù)據(jù)的大小小于i圖片的被壓縮的數(shù)據(jù)的大小。當(dāng)對于p或b圖片將生成差異數(shù)據(jù)時，可從待被參考的解碼圖像中選擇任意位置處的數(shù)據(jù)。例如，選擇使被壓縮的數(shù)據(jù)量最少的位置處的數(shù)據(jù)。

根據(jù)h.265標(biāo)準(zhǔn)，采用去塊濾波器來提高視頻圖像壓縮效率和主觀的視頻圖像質(zhì)量。計算單元111包括去塊濾波器df。去塊濾波器df減少了在圖像解碼期間出現(xiàn)的塊失真。

例如，計算單元111通過執(zhí)行熵解碼或逆量化/逆變換來實(shí)現(xiàn)解碼，并且去塊濾波器df被用作解碼最后階段中的環(huán)內(nèi)濾波器。因此，從計算單元111輸出的h.265解碼圖像是去塊濾波后的數(shù)據(jù)。也就是說，數(shù)據(jù)可從去塊濾波后的數(shù)據(jù)開始被按順序地存儲在sdram的緩沖器中。通過h.265標(biāo)準(zhǔn)來限定次序，在該次序中將由去塊濾波器df來處理關(guān)于圖像的位置。因此，計算單元111輸出數(shù)據(jù)的次序隨著被處理的圖像內(nèi)的位置而變化。

根據(jù)h.265標(biāo)準(zhǔn)，以被稱為ctb(樹形編碼塊)的正方形像素塊為單位執(zhí)行編碼處理和解碼處理。ctb的大小是可選擇的。在一些情況下，可選擇的大小是16×16個像素、32×32個像素和64×64個像素。下面描述ctb大小是64×64個像素的示例。

圖7示出當(dāng)ctb大小是64×64個像素時輸出亮度數(shù)據(jù)的次序。圖8是示出圖7的部分的放大視圖。如圖7中所示，取決于待被處理像素的位置，計算單元111以1行16個水平像素為單位在垂直方向上連續(xù)輸出8、12和16個像素。也就是說，如圖7和圖8中的箭頭所指示，以16×8個像素、16×12個像素和16×16個像素的輸出塊ob為單位來輸出數(shù)據(jù)。

根據(jù)h.265標(biāo)準(zhǔn)，ctb被進(jìn)一步劃分成分級塊，以便執(zhí)行編碼處理和解碼處理。例如，ctb被劃分成多個cb(編碼塊)，并且各cb被再分成多個pb(預(yù)測塊)或tb(變換塊)。以cb為單位執(zhí)行一系列編碼/解碼處理，諸如預(yù)測內(nèi)/預(yù)測間處理、變換/量化和逆量化/逆變換處理、熵編碼/解碼處理。以pb為單位執(zhí)行預(yù)測內(nèi)/預(yù)測間處理。以tb為單位執(zhí)行變換/量化和逆量化/逆變換處理。去塊濾波器df以pb為單位或者以tb為單位執(zhí)行濾波處理。輸出塊ob例如是pb或tb，這是因?yàn)槿K濾波器df以ob為單位執(zhí)行處理。

去塊濾波器df通過參考與塊相鄰的邊界像素來執(zhí)行濾波處理。因此，去塊濾波器df能夠直到完成對下一個相鄰塊(水平或垂直的相鄰塊)的濾波處理前不輸出數(shù)據(jù)。因此，去塊濾波器df不以ctb大小為單位而是以與ctb大小不同的大小為單位來輸出數(shù)據(jù)。

在圖7的示例中，將從計算單元111輸出的數(shù)據(jù)以64×64個像素為單位從圖像的位置向左水平移位16個像素并且向上垂直移位4個像素。也就是說，處理單位與用于ctb的處理單位不相同。由最左端的48個像素、中間的64個像素和最右端的80個像素形成水平輸出的數(shù)據(jù)，由最上端的60個像素、中間的64個像素和最下端的68個像素形成垂直輸出的數(shù)據(jù)。

更具體地，首先輸出48×60個像素的輸出塊組obu1，然后在水平方向上連續(xù)輸出64×60個像素的輸出塊組obu2，并且最后在水平方向上輸出80×60個像素的輸出塊組obu3。從48×64個像素的輸出塊組、64×64個像素的輸出塊組、直至80×64個像素的輸出塊組obu6依次輸出隨后水平方向的數(shù)據(jù)。在輸出塊組obu4-obu6在垂直方向上被連續(xù)輸出之后，最終在垂直方向上輸出48×68個像素的輸出塊組obu7。隨后，在垂直方向上連續(xù)輸出64×68個像素的輸出塊組obu8之后，最終在垂直方向上輸出80×68個像素的輸出塊組obu9。

如所指示的，例如，在圖8中，當(dāng)輸出塊組obu被輸出時，從輸出塊ob1、被設(shè)置于下方的輸出塊ob11、被設(shè)置于右上方的輸出塊ob2、被設(shè)置于右側(cè)的輸出塊ob3、被設(shè)置于左下方的輸出塊ob12、直至被設(shè)置于右方的輸出塊ob13等等依次輸出第一輸出塊組obu1，并且從輸出塊ob4、被設(shè)置于右方的輸出塊ob5、被設(shè)置于左下方的輸出塊ob14、被設(shè)置于右側(cè)的輸出塊ob15等依次輸出下一個輸出塊組obu2。

如上所述，計算單元111以圖7和圖8中的箭頭所指示的次序輸出數(shù)據(jù)。因此，如果照原樣采用此輸出次序，則結(jié)果得到的圖像數(shù)據(jù)的位置關(guān)系不同于實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)的位置關(guān)系。更具體地，雖然實(shí)際圖像是由輸出塊ob1、ob2、ob3、ob4等的連續(xù)序列水平形成的，但輸出數(shù)據(jù)是非連續(xù)的，因?yàn)槿缂^所指示的它是由輸出塊ob1、ob11、ob2、ob3等的非連續(xù)序列形成的。

在本實(shí)施例中，緩沖器112將圖7和圖8中描繪的輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以64×4為單位形成的連續(xù)圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。圖9示出實(shí)現(xiàn)緩沖器112的示例性構(gòu)造。根據(jù)本實(shí)施例的緩沖器可具有以上提到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此，可采用任何構(gòu)造進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。緩沖器112中的緩沖控制部分可控制緩沖器112中的數(shù)據(jù)的輸入次序和輸出次序。替代方式是讓計算單元控制輸入至緩沖器112的數(shù)據(jù)的次序并且讓壓縮電路控制從緩沖器112輸出的數(shù)據(jù)的次序。

如圖9中所示，緩沖器112包括兩個堆積：堆積bk0和堆積bk1。堆積bk0、bk1不需要總是物理上被劃分的堆積?？晒┻x擇地，一個物理緩沖器的前一半和后一半可分別被用作堆積bk0和堆積bk1。堆積bk0、bk1的大小相同。各堆積能夠存儲由高達(dá)64×68個像素形成的數(shù)據(jù)。

堆積bk0、bk1具有水平方向上的四個16像素區(qū)和垂直方向上的兩個個區(qū)域，這兩個區(qū)域即為32行區(qū)域和36行區(qū)域。也就是說，堆積bk0包括16×32個像素區(qū)ar01-ar04和16×36個像素區(qū)ar05-ar08，并且堆積bk1包括16×32個像素區(qū)ar11-ar14和16×36個像素區(qū)ar15-ar18。

水平區(qū)域中的16個像素的大小與各輸出塊ob的大小相同，堆積中的水平64個像素的大小與輸出塊組obu2、obu5、obu8(或ctb)的大小相同。垂直區(qū)域中的32行36行的大小與輸出塊組obu7、obu8、obu9的上兩個塊和下三個塊的大小相同。

現(xiàn)在，將參照圖10至圖14詳細(xì)描述當(dāng)計算單元111從圖像的左上方開始輸出數(shù)據(jù)時由緩沖器112執(zhí)行的存儲操作。

由48×60個像素形成第一ctb的輸出數(shù)據(jù)(obu1)。如圖10中所示，以箭頭所指示的次序?qū)⑤敵鰤K組obu1中的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器112的堆積bk0中。以圖7和圖8中指示的次序輸出輸出塊組obu1中的塊。因此，緩沖器112將以指定次序?qū)⑤敵鰤Kob1、ob11存儲在區(qū)域ar01中，將輸出塊ob2存儲在區(qū)域ar02中，將輸出塊ob3存儲在區(qū)域ar03中，將輸出塊ob2之后的輸出塊ob12存儲在區(qū)域ar02中，并且將輸出塊ob3之后的輸出塊ob13存儲在區(qū)域ar03中。隨后，以指定次序?qū)?shù)據(jù)存儲在區(qū)域ar05-ar07中，將輸出塊組obu1存儲在堆積bk0中。在這個階段中，并未占用堆積bk0的區(qū)域ar04、ar08，并且還被準(zhǔn)備好以64×4為壓縮單位的數(shù)據(jù)。因此，從緩沖器中不輸出數(shù)據(jù)。

由64×60個像素形成針對第二ctb的輸出數(shù)據(jù)(obu2)。如圖11中所示，以箭頭所指示的次序?qū)⑤敵鰤K組obu2中的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器112的堆積bk0、bk1中。在這種情形下，因?yàn)檩敵鰤K組obu1中的數(shù)據(jù)被存儲在堆積bk0的區(qū)域ar01-ar03、ar05-ar07中，所以堆積bk0的未被占用區(qū)域(ar04和ar08)和堆積bk1的區(qū)域被使用。以圖7和圖8中指示的次序輸出輸出塊組obu2中的塊。因此，緩沖器112將輸出塊ob4存儲在區(qū)域ar04中，將輸出塊ob5存儲在區(qū)域ar11中，將輸出塊ob4之后的輸出塊ob14存儲在區(qū)域ar04中，并且將輸出塊ob3之后的輸出塊ob15存儲在區(qū)域ar11中。隨后，將數(shù)據(jù)以指定次序存儲在區(qū)域ar12-ar14、ar08、ar15-ar18中。

當(dāng)針對第二ctb的輸出數(shù)據(jù)(obu2)被存儲在緩沖器112中時，以64×64為單位(壓縮單位)的許多連續(xù)數(shù)據(jù)ol在堆積bk0中被準(zhǔn)備好。從緩沖器112讀出這些連續(xù)數(shù)據(jù)ol并且將其發(fā)送到壓縮電路11。

壓縮電路11壓縮從緩沖器112接收的連續(xù)數(shù)據(jù)ol。壓縮電路11可使用任何壓縮方法，只要解壓縮電路21可解壓縮由壓縮電路11壓縮的數(shù)據(jù)。例如，可使用dpcm(差分脈沖編碼調(diào)制)方法、無損壓縮方法、或有損壓縮方法。在完成數(shù)據(jù)壓縮后，壓縮電路11通過數(shù)據(jù)總線130將被壓縮的數(shù)據(jù)發(fā)送到存儲器控制模塊120。存儲器控制模塊120將接收到的壓縮數(shù)據(jù)存儲在sdram200的緩沖器中。

在從堆積bk0讀取以64×4為單位的連續(xù)數(shù)據(jù)ol之后，被如圖13中所示堆積bk0是未被占用的，并且準(zhǔn)備存儲數(shù)據(jù)。接下來，如圖14中所示，堆積bk1的未占用區(qū)域(ar14和ar18)和堆積bk0的未占用區(qū)域被用于存儲用于下一個ctb的輸出數(shù)據(jù)。隨后，堆積bk0和堆積bk1被交替地用于重復(fù)地存儲從計算單元111接收的數(shù)據(jù)并且以64×4為單位讀取該數(shù)據(jù)。

在以上示例中，為了簡化說明，假設(shè)在存儲了用于ctb的整個數(shù)據(jù)之后，讀取以64×4為單位的數(shù)據(jù)。然而，事實(shí)上，本實(shí)施例不限于此方案。更具體地，當(dāng)以64×4為單位的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒時，就可對其進(jìn)行讀取。

現(xiàn)在，將描述根據(jù)本實(shí)施例的存儲器控制模塊120執(zhí)行的操作。本實(shí)施例的特征主要是存儲器的讀取操作。因此，以下描述讀取操作。

如圖6中所示，用于解壓縮被壓縮的數(shù)據(jù)的解壓縮電路21被設(shè)置在存儲器控制模塊120中。請求進(jìn)行讀取的計算模塊110將讀取的命令和標(biāo)志發(fā)送到存儲器控制模塊120。該標(biāo)志指示是否壓縮待被讀取的數(shù)據(jù)。遵循該讀取命令，存儲器控制模塊120(訪問電路121)從sdram200讀取數(shù)據(jù)并且參考對于該命令的標(biāo)志。如果該標(biāo)志指示所讀取的數(shù)據(jù)未被壓縮，則存儲器控制模塊120將從sdram200讀取的數(shù)據(jù)照原樣發(fā)送到計算模塊110。如果相反，對于該命令的標(biāo)志指示所讀取的數(shù)據(jù)被壓縮，則存儲器控制模塊120將所讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到存儲器控制模塊120中的解壓縮電路21，允許解壓縮電路21解壓縮所讀取的數(shù)據(jù)，并且將解壓縮后的所讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送到計算模塊110。當(dāng)計算模塊110(計算單元)指定標(biāo)志時，可在計算模塊110(計算單元)的控制下讀取被壓縮的數(shù)據(jù)201或未被壓縮的數(shù)據(jù)202。

<第一實(shí)施例的有益效果>

如上所述，本實(shí)施例被構(gòu)造成使得緩沖器被設(shè)置在計算模塊中。因此，數(shù)據(jù)被緩沖，然后被壓縮。因此，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成適于壓縮的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便增大壓縮比。

另外，未被壓縮的數(shù)據(jù)的長度增大。因此，即使在壓縮之后，被壓縮的數(shù)據(jù)的長度足以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件和sdram之間的高傳遞效率。圖15的曲線圖指示相對于單個數(shù)據(jù)傳遞長度的sdram的傳遞效率(訪問效率)。

例如，假設(shè)未被壓縮的數(shù)據(jù)的長度是128個字節(jié)，隨后當(dāng)數(shù)據(jù)被壓縮時，減至一半，也就是說，至64個字節(jié)。當(dāng)數(shù)據(jù)長度是128個字節(jié)時，傳遞效率近乎是100％。然而，當(dāng)數(shù)據(jù)長度是64個字節(jié)時，傳遞效率是大致50％。50％的傳遞效率意味著兩個傳遞周期之中的一個是不可用的。因此，結(jié)果得到的情形等同于傳遞128個字節(jié)的情況。也就是說，半導(dǎo)體器件和sdram之間的傳遞量被大幅減少。因此，優(yōu)選地應(yīng)該使數(shù)據(jù)長度即使在數(shù)據(jù)壓縮之后也適于實(shí)現(xiàn)高效傳遞。例如，256個字節(jié)的數(shù)據(jù)長度應(yīng)該被減至128個字節(jié)的數(shù)據(jù)長度。優(yōu)選地，被壓縮的數(shù)據(jù)的長度接近于128個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳遞長度(傳遞速率)。

此外，因?yàn)榇鎯ζ骺刂颇K包括解壓縮電路，所以可在將被壓縮的數(shù)據(jù)發(fā)送到各計算模塊之前對其進(jìn)行解壓縮。因此，當(dāng)提供指示被壓縮的數(shù)據(jù)是訪問目標(biāo)的信息時，甚至不具有解壓縮電路的計算模塊也可使用sdram中的被壓縮的數(shù)據(jù)和未被壓縮的數(shù)據(jù)二者。

第二實(shí)施例

現(xiàn)在，將參照附圖描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例可應(yīng)用于第一基本示例至第三基本示例或第一實(shí)施例，并且其與第一基本示例至第三基本示例或第一實(shí)施例的不同之處只在于對被壓縮的數(shù)據(jù)的存儲的方法。

圖16是第二實(shí)施例中的被壓縮的數(shù)據(jù)的存儲的圖像。如圖16中所示，圖1至圖6中描繪的壓縮電路11對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，然后該數(shù)據(jù)被存儲在sdram中。

例如，壓縮電路11以256個字節(jié)為單位壓縮從計算單元111輸出的數(shù)據(jù)。被壓縮的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長度短。因此，如果被壓縮的數(shù)據(jù)被連續(xù)地存儲在sdram中，則數(shù)據(jù)的地址是未對準(zhǔn)的。為了直接訪問其地址是未對準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，需要將在改變之前分配的地址和在改變之后分配的地址彼此關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲。

鑒于以上情形，如圖16中所示，本實(shí)施例致使壓縮電路11從256個字節(jié)的初始地址開始存儲被壓縮的數(shù)據(jù)，對于未被壓縮的數(shù)據(jù)而言，同樣如此。更具體地，當(dāng)將被壓縮的數(shù)據(jù)存儲在sdram200中時，本實(shí)施例只存儲被壓縮的數(shù)據(jù)的地址，而不改變256個字節(jié)的初始地址。

如上所述，當(dāng)以256個字節(jié)為單位進(jìn)行考量時，本實(shí)施例中的用于被壓縮的數(shù)據(jù)的存儲的地址與用于未被壓縮的數(shù)據(jù)的存儲的地址相同。這樣消除了保持諸如緩沖器的初始地址的未被壓縮的數(shù)據(jù)的地址的需要。另外，可按隨機(jī)次序訪問(隨機(jī)訪問)任何被壓縮的數(shù)據(jù)。

第三實(shí)施例

現(xiàn)在，將參照附圖描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例可應(yīng)用于第一或第二實(shí)施例，并且其與第一或第二實(shí)施例的不同之處只在于存儲器控制模塊的構(gòu)造。

圖17示出根據(jù)第三實(shí)施例的存儲器控制模塊120的示例性構(gòu)造。圖18示出根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)讀取操作的示例。

如圖17中所示，通過在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的存儲器控制模塊120中添加地址轉(zhuǎn)換器122和mmu(存儲器管理單元)123，得到根據(jù)本實(shí)施例的存儲器控制模塊120。地址轉(zhuǎn)換器122接收命令指定的邏輯地址并且將接收到的邏輯地址轉(zhuǎn)換成另一個邏輯地址。mmu123將轉(zhuǎn)換后的邏輯地址轉(zhuǎn)換成sdram中的物理地址。訪問電路121根據(jù)該物理地址來訪問sdram200。另外，地址轉(zhuǎn)換器122(或解壓縮電路21)基于轉(zhuǎn)換后的邏輯地址確定數(shù)據(jù)是否被壓縮。例如，解壓縮電路21在被請求的地址被包括在第一地址區(qū)域中時解壓縮所讀取的數(shù)據(jù)，并在被請求的地址被包括在第二地址區(qū)域中時不解壓縮所讀取數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)?shù)谝坏刂穮^(qū)域的轉(zhuǎn)換后的地址區(qū)域和第二地址區(qū)域的轉(zhuǎn)換后的地址區(qū)域是sdram中的相同地址區(qū)域時，可實(shí)現(xiàn)高效的存儲器使用。

在本實(shí)施例中，存儲被壓縮的數(shù)據(jù)的邏輯地址區(qū)域(區(qū)域a)被重新映射到另一個邏輯地址區(qū)域(區(qū)域b)。當(dāng)訪問區(qū)域b中的地址時，地址轉(zhuǎn)換器122將該地址轉(zhuǎn)換成區(qū)域a中的邏輯地址。例如，地址轉(zhuǎn)換器122包括映射未轉(zhuǎn)換的邏輯地址和轉(zhuǎn)換后的邏輯地址的映射表(和指示數(shù)據(jù)是否被壓縮的信息)。通過參考映射表，地址轉(zhuǎn)換器122使地址經(jīng)受轉(zhuǎn)換或逆轉(zhuǎn)換并且確定數(shù)據(jù)是被壓縮的還是未被壓縮的。

如圖18中所示，地址轉(zhuǎn)換器確定通過訪問區(qū)域a而讀取的數(shù)據(jù)是從區(qū)域a讀取的未被壓縮的數(shù)據(jù)。因此，從sdram200的區(qū)域a讀取的數(shù)據(jù)被照原樣輸出到計算模塊110。地址轉(zhuǎn)換器確定通過訪問區(qū)域b而讀取的數(shù)據(jù)是從區(qū)域a讀取的被壓縮的數(shù)據(jù)。因此，由解壓縮電路21從dram200的區(qū)域a讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮，并且被解壓縮的數(shù)據(jù)作為區(qū)域b數(shù)據(jù)被輸出到計算模塊110。

根據(jù)本實(shí)施例，可根據(jù)待被讀取的地址區(qū)域，進(jìn)行未被壓縮的數(shù)據(jù)和被壓縮的數(shù)據(jù)之間的切換。也就是說，當(dāng)將要讀取被存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)時，可根據(jù)待被讀取的地址區(qū)域來指定被壓縮的數(shù)據(jù)是否將被解壓縮。這樣使得可以刪除指示從計算模塊輸出的數(shù)據(jù)是否被壓縮的標(biāo)志。另外，可以具有將被重新映射的多個區(qū)域并且對于各區(qū)域而言在被壓縮的類型和未被壓縮的類型之間切換。

第四實(shí)施例

現(xiàn)在，將參照附圖描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。第四實(shí)施例可應(yīng)用于第二或第三實(shí)施例，并且其與第二或第三實(shí)施例的不同之處只在于壓縮數(shù)據(jù)的映射。

圖19是第四實(shí)施例中的被壓縮的數(shù)據(jù)的存儲的圖像。圖20示出根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)讀取操作的示例。

如圖19中所示，使用將256個字節(jié)壓縮成128個字節(jié)的、根據(jù)第二實(shí)施例的固定長度壓縮方法來存儲數(shù)據(jù)，通過對256個字節(jié)的壓縮單位的前一半和后一半采用不同映射方案(區(qū)域)來壓縮該數(shù)據(jù)。盡管在第三實(shí)施例中限定了區(qū)域a和b，但在本實(shí)施例中另外限定了作為第三重新映射區(qū)域的區(qū)域c。例如，區(qū)域b被映射到256個字節(jié)之中的前128個字節(jié)，區(qū)域c被映射到256個字節(jié)之中的剩余128個字節(jié)。也就是說，為解壓縮256個字節(jié)之中的前128個字節(jié)的被壓縮的數(shù)據(jù)而訪問區(qū)域b，為解壓縮剩余的128字節(jié)的數(shù)據(jù)而訪問區(qū)域c。在以上示例中，存儲有兩個數(shù)據(jù)，即，256個字節(jié)的壓縮單位的前一半和后一半。然而，可供選擇地，可存儲三個或更多數(shù)據(jù)。

如圖20中所示，確定通過訪問區(qū)域a而讀取的數(shù)據(jù)是從區(qū)域a讀取的傳遞數(shù)據(jù)(諸如，不需要解壓縮的未被壓縮的數(shù)據(jù))。因此，從sdram200的區(qū)域a讀取的數(shù)據(jù)被照原樣輸出到計算模塊110。確定通過訪問區(qū)域b而讀取的數(shù)據(jù)是將從區(qū)域a中的256個字節(jié)之中的前128個字節(jié)讀取的被壓縮的數(shù)據(jù)。因此，從sdram200的區(qū)域a中的256個字節(jié)之中的前128個字節(jié)讀取的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)0-125、256-384、512-640和768-896)被解壓縮電路21解壓縮，并且解壓縮后的數(shù)據(jù)作為區(qū)域b中的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)1024-2048)被輸出到計算模塊110。確定通過訪問區(qū)域c而讀取的數(shù)據(jù)是將從區(qū)域a中的256個字節(jié)之中的剩余128個字節(jié)讀取的被壓縮的數(shù)據(jù)。因此，從sdram200的區(qū)域a中的256個字節(jié)之中的剩余128個字節(jié)讀取的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)128-256、384-512、640-768和896-1024)被解壓縮電路21解壓縮，并且解壓縮后數(shù)據(jù)作為區(qū)域c中的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)2048-3072)被輸出到計算模塊110。

根據(jù)本實(shí)施例，多個區(qū)域中的被壓縮的數(shù)據(jù)被存儲在sdram的一個區(qū)域中。因此，根據(jù)解壓縮后的數(shù)據(jù)的大小，緩沖器大小可加倍。另外，如結(jié)合第二實(shí)施例所描述地可實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問。此外，如結(jié)合第三實(shí)施例所描述地，可刪除指示從計算模塊輸出的數(shù)據(jù)是否被壓縮的標(biāo)志。

雖然已經(jīng)參照實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明的發(fā)明人所做出的本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，進(jìn)行各種修改。