處理具有共同分量的信號的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求于2014年6月27日提交的第62/018, 157號美國臨時專利申請、2015 年5月14日提交的第14/712,675號美國專利申請以及2015年6月15日提交到韓國知識 產(chǎn)權局的第10-2015-0084345號韓國專利申請的權益，所述專利申請通過引用全部包含于 此。
技術領域
[0002] 本公開涉及集成電路，更具體地講，涉及在對具有共同分量的信號執(zhí)行信號處理 運算時減少功耗的集成電路。
【背景技術】
[0003] 處理器，如圖形處理單元（GPU)、數(shù)字信號處理器（DSP)、中央處理器（CPU)等，在 各種不同的情景中執(zhí)行許多不同類型的運算。這些運算經(jīng)常需要大量的電力?，F(xiàn)實是，在一 段時間內反復執(zhí)行運算以完成給定信號處理任務會進一步加劇處理器的功耗。例如，在圖 形處理的情況下，在渲染視頻時對一圖像或一系列的圖像應用紋理過濾器耗電會尤其大。

【發(fā)明內容】

[0004] 一種信號處理的方法包括：確定第一輸入信號和第二輸入信號共有的第一分量。 所述方法還包括：從第一輸入信號和第二輸入信號中的至少一個輸入信號提取第一分量， 從第一輸入信號提取第二分量，并從第二輸入信號提取第二分量。第一輸入信號的第二分 量與第二輸入信號的第二分量不同。所述方法還包括：使用提取的第二分量執(zhí)行運算并將 第一分量與運算的結果進行組合。
[0005] -種系統(tǒng)包括：相關性檢測電路，被配置為確定第一輸入信號和第二輸入信號共 有的第一分量。所述系統(tǒng)還包括：分量處理電路，被配置為從第一輸入信號和第二輸入信號 中的至少一個輸入信號提取第一分量，從第一輸入信號提取第二分量，并從第二輸入信號 提取第二分量。第一輸入信號的第二分量與第二輸入信號的第二分量不同。所述系統(tǒng)還包 括：運算電路，被配置為使用提取的第二分量執(zhí)行運算；輸出選擇電路，被配置為將第一分 量與運算的結果進行組合。
[0006] 提供本
【發(fā)明內容】
部分僅用于介紹特定構思而不用于標識所要求保護的主題的關 鍵特征或必要特征。本發(fā)明的許多其它特征和實施例將從附圖和以下【具體實施方式】是清楚 的。
【附圖說明】
[0007] 附圖示出一個或更多個實施例；然而，附圖不應該用來將本發(fā)明僅限制于這些實 施例。在看過以下【具體實施方式】后且在參照附圖后，各種方面和優(yōu)點將會變得明顯，其中：
[0008] 圖1是用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示例性架構；
[0009] 圖2是示出用于信號處理的示例性系統(tǒng)的框圖；
[0010] 圖3是示出圖2的系統(tǒng)的示例性實施方式的框圖；
[0011] 圖4是示出圖2的系統(tǒng)的另一示例性實施方式的框圖；
[0012] 圖5是示出用于信號處理的另一示例性系統(tǒng)的框圖；
[0013] 圖6是示出圖5的系統(tǒng)的示例性實施方式的框圖；
[0014] 圖7是示出運算電路的示例性實施方式的框圖；
[0015] 圖8是示出處理信號的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 雖然本公開用限定新的特征的權利要求得出結論，但應認為，通過考慮結合附圖 的描述將更好地理解這里所描述的各種特征。本公開中所描述的處理、機器、制成品及其任 何變化用于示出的目的。任何特定的結構細節(jié)和功能細節(jié)被解釋為不是限定性的，而僅僅 是作為權利要求的基礎且作為教導本領域技術人員多樣地采用在幾乎任何適當?shù)脑敿毥Y 構中描述的特征的代表性基礎。此外，在本公開中使用的術語和短語不是為了限制性的目 的，而在于提供對所描述的特征的可理解的描述。
[0017] 本公開涉及一種集成電路，更具體地講，涉及一種在對具有共同分量的信號執(zhí)行 信號處理運算時減少功耗的集成電路。根據(jù)在本公開中所描述的發(fā)明布置，處理器可包括： 電路裝置（circuitry)，被配置為識別在接收的信號中的共同分量。共同分量可區(qū)別于信號 的非共同分量。共同分量是多位（bit)信號中的一部分（例如，一位或更多位），該部分與 一個或更多個其它多位輸入信號中的相應的部分或位相同或匹配。非共同分量是多位信號 中與一個或更多個其它多位信號中的相同部分不同或不匹配的部分。
[0018] 在一個方面，非共同分量可被提供給運算電路，而運算電路不對共同分量進行運 算。例如，共同分量可不經(jīng)過運算電路。由運算電路產(chǎn)生的結果可與共同分量組合?？赏?過有效地減小運算電路進行運算的輸入信號的寬度來減少功耗。被運算的信號的寬度可被 有效地減小共同分量的寬度。
[0019] 在一些情況下，運算電路可通過對具有這樣的型式的每個輸入信號進行運算來僅 對非共同分量進行運算，其中，在所述型式的每個輸入信號中共同分量被置零。在另外一些 情況下，運算電路中的本來將對共同分量的位進行運算的電路元件可被禁用，而對非共同 分量的位進行運算的電路元件可根據(jù)具體情況被啟用或保持激活。因此，運算電路不是對 接收的信號的全部進行運算，而可僅對非共同分量進行運算。運算電路中本來將對共同分 量的位進行運算的部分可被禁用，
[0020] 這里描述的發(fā)明布置可被實現(xiàn)為由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和/或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內的諸如 集成電路（IC)的電子電路執(zhí)行的方法或處理。IC例如可以是處理器。在另一方面，發(fā)明 布置可被實現(xiàn)為諸如電子電路的系統(tǒng)（例如，設備）。電子電路可被實現(xiàn)為可實現(xiàn)或包括 處理器的1C。處理器的示例可包括但不限于中央處理器（CPU)、圖形處理單元（GPU)、控制 器、數(shù)字信號處理器（DSP)等。此外，處理器可以是更大的系統(tǒng)（諸如可編程1C、數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)或其它計算和/或通信裝置、娛樂和/或游戲系統(tǒng)或游戲機、汽車等）的一部分。
[0021 ] 為了簡明且清楚地示出的目的，附圖中示出的元件沒有必然按比例繪制。例如，為 了清楚可夸大一些元件相對于另一些元件的尺寸。此外，在認為合適的情況下，在附圖之中 標號被重復以指示相應的特征、類似的特征等。
[0022] 圖1是用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示例性架構100。架構100可用于實現(xiàn)包括能夠執(zhí)行 本公開中描述的操作的處理器和存儲器的各種不同系統(tǒng)和/或裝置中的任何一個。在某些 情況下，使用架構100實現(xiàn)的特定系統(tǒng)和/或裝置可包括比這里示出的組件更少的組件或 更多的組件。此外，包括的特定操作系統(tǒng)和/或應用可改變。可使用架構100的示例性系 統(tǒng)可包括但不限于嵌入式系統(tǒng)、移動電話、個人計算裝置（諸如，臺式計算裝置、膝上型計 算裝置和/或平板計算裝置）、服務器、游戲機、娛樂系統(tǒng)、顯示裝置等。
[0023] 如圖所示，架構100包括至少一個處理器102。處理器102的示例可包括但不限于 CPU、DSP、GPU、控制器、現(xiàn)場可編程門陣列或其它可編程集成電路裝置等。處理器102包括 被實現(xiàn)為電路裝置并被配置為執(zhí)行信號處理的系統(tǒng)105。在一個方面，系統(tǒng)105可被構造為 對具有共同分量的信號進行運算。在另一方面，系統(tǒng)105可被構造為對信號進行運算并根 據(jù)信號是否被確定為包括共同分量而應用不同的處理技術。雖然對包括共同分量的信號進 行運算，但是相比于其它傳統(tǒng)處理器和/或處理技術，系統(tǒng)105可使用更少的電力來執(zhí)行運 算。結果，處理器102可使用較少的電力，因此這里的架構100和/或使用和/或引入系統(tǒng) 105的任何系統(tǒng)也將使用較少的電力。
[0024] 處理器102可通過系統(tǒng)總線115或其它合適電路裝置連接到存儲器元件110。架 構100可將程序代碼存儲在存儲器元件110內。處理器102執(zhí)行經(jīng)由系統(tǒng)總線115從存儲 器元件110訪問取得的程序代碼。存儲器元件110包括一個或更多個物理存儲器裝置，諸 如，本地存儲器120以及一個或更多個大容量存儲裝置125。本地存儲器120是指隨機存 取存儲器（RAM)或在實際執(zhí)行程序代碼期間通常使用的其它非永久性存儲器裝置。大容量 存儲裝置125可被實現(xiàn)為硬盤驅動器（HDD)、固態(tài)驅動器（SSD)或其它永久性數(shù)據(jù)存儲裝 置。架構100還可包括一個或更多個高速緩沖存儲器（未示出），所述高速緩沖存儲器為 至少一些程序代碼提供臨時存儲以便在執(zhí)行程序代碼期間減少必須從大容量存儲裝置125 讀取程序代碼的次數(shù)。
[0025] 輸入/輸出（I/O)裝置（諸如鍵盤130、顯示裝置135和指示裝置140)可選擇性 地連接到架構100。在一些情況下，如在使用觸摸屏的情況下，I/O裝置中的一個或更多個 可被組合為顯示裝置135。在這種情況下，顯示裝置135還可實現(xiàn)鍵盤130和指向裝置140。
[0026] I/O裝置可直接或經(jīng)由中間的I/O控制器連接到架構100。一個或更多個網(wǎng)絡適 配器145也可連接到架構100以使架構100經(jīng)由中間的私有網(wǎng)絡或公共網(wǎng)絡連接到其它系 統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、遠程打印機和/或遠程存儲裝置。調制解調器、有線調制解調器、以太網(wǎng) 卡、無線收發(fā)器和/或無線電是可與架構100 -起使用的不同類型的網(wǎng)絡適配器145的示 例。根據(jù)使用架構100實現(xiàn)的特定裝置，特定類型的網(wǎng)絡適配器145或根據(jù)具體情況的網(wǎng) 絡適配器將改變。
[0027] 如圖1所示，存儲器元件110可存儲操作系統(tǒng)150并選擇性地存儲一個或更多個 應用155。在一個方面，以可執(zhí)行的程序代碼實現(xiàn)的操作系統(tǒng)150和應用155可由架構100 執(zhí)行。這樣，操作系統(tǒng)150和應用155可被視為架構100的一個集成部分。操作系統(tǒng)150、 應用155和由架構100使用、產(chǎn)生和/或操作的任何數(shù)據(jù)項是當采用為使用架構100使用 的系統(tǒng)的部分時提供功能的功能數(shù)據(jù)結構。
[0028] 在一些情況下，架構100可包括操作系統(tǒng)150和應用155被實現(xiàn)為單個較大的程 序的操作軟件。例如，在架構100用于實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的情況下，由操作系統(tǒng)150和應用 155執(zhí)行的功能可被組合和實現(xiàn)為一個集成程序。
[0029] 僅出于示意性目的提出了架構100。在其它示例中，架構100可包括處理器102， 諸如CPU和單獨的GPU。通常，GPU被優(yōu)化用于操縱計算機圖形、執(zhí)行圖像處理等。在一些 情況下，處理器（例如，CPU)可將通常由CPU執(zhí)行的特定任務分擔負載到GPU以進行處理。 在其它示例中，GPU可被實現(xiàn)在處理器102之外的單獨的電路裝置板上。此外，與處理器102 相比，GPU還可具有單獨的存儲器元件（例如，單獨的本地存儲器）。GPU可包括系統(tǒng)105而 不是包括處理器102。在另一示例中，處理器102和GPU兩者都可包括系統(tǒng)105。
[0030] 在一個方面，系統(tǒng)105可被優(yōu)化用于執(zhí)行各種算術運算。作為示例，系統(tǒng)105可被 優(yōu)化用于執(zhí)行可在各種應用中的任何一種應用中應用的插值。在一個示例性應用中，系統(tǒng) 105可用于在對顏色值進行過濾的情景下執(zhí)行插值以進行圖像處理。例如，系統(tǒng)105可被優(yōu) 化用于執(zhí)行線性插值。系統(tǒng)105可被配置為利用接收的輸入信號中的相關性。在圖像處理 的情況下，例如，系統(tǒng)105可被優(yōu)化利用接收的輸入信號中的頻率不變性，即頻率相關性和 空間局部性?？臻g局部性為第一輸入信號指示第一紋理元素（texel)，而第二輸入信號指示 圖像中在第一紋理元素的預定距離內的不同的第二紋理元素。第一紋理元素和第二紋理元 素可在圖像中相鄰。如這里所描述的那樣，兩個信號之間的共同分量的存在指示關于兩個 輸入發(fā)生的可被利用以進行運算的頻率相關性。
[0031] 圖2是示出圖1的系統(tǒng)105的示例性實施方式的框圖。如所論述的那樣，在一個 實施例中，可使用處理器內的電路裝置來實現(xiàn)系統(tǒng)105。因此，圖2中示出的各個框可表示 處理器內的電路或電路裝置。在圖2的示例中，系統(tǒng)105包括相關性檢測電路205、分量處 理電路210、運算電路215和輸出選擇電路220。
[0032] 相關性檢測電路205可接收第一輸入信號225的所有或一部分以及第二輸入信號 230的所有或一部分。在一個方面，如使用圖2中的虛線示出的那樣，相關性檢測電路205 可直接接收信號225和/或信號230。在另一方面，相關性檢測電路205可通過信號235從 分量處理電路210接收信號225和/或信號230中的每個信號的所有或一部分。
[0033] 相關性檢測電路205被配置為確定信號225和信號230是否包括信號225