用于对物料清单成本和功率性能进行优化的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于对移动设备中的平台SoC的BoM成本进行优化的系统和方法。该系统(100)包括：具有SIMD扩展的CPU，其中实现了视频编解码器的编码器/解码器模块(101)；以及，代替DSP/VLIW核的具有SIMD扩展的另外的CPU，其中实现了后处理滤波模块(去块滤波器)(102)。在平台SoC中替换DSP/VLIW核有助于降低BoM成本，并且本发明专利技术的步骤有助于获得精确比特结果，与DSP ISA相比，克服了CPU ISA的限制。在任一种情况(CPU、DSP ISA上的去块滤波器)下，功率消耗是相同的，从而为平台SoC的设计人员和制造商提供了附加价值。员和制造商提供了附加价值。员和制造商提供了附加价值。

【技术实现步骤摘要】
用于对物料清单成本和功率性能进行优化的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年5月17日提交的申请号为IN 202241028403的印度专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。


[0003]本专利技术涉及一种用于对移动设备的平台片上系统(SoC，System
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On
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Chip)中的物料清单(BoM，Bill of Material)成本和功率性能进行优化的系统和方法。更具体地，本专利技术涉及：通过在具有单指令多数据(SIMD，Single Instruction Multiple Data)扩展的中央处理单元(CPU)上实现而不是在数字信号处理器(DSP)核上实现环路(in
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loop)滤波/后处理滤波(去块滤波器)，来对移动设备中的平台SoC的BoM成本进行优化，由此避免了比CPU占据更多芯片面积的平台SoC上对DSP核的需求。

技术介绍

[0004]视频通信中的环路滤波(去块滤波)提高了编码效率，并且改善了相同比特率下的压缩视频的质量。由于上述原因，存在使用环路滤波的不同视频编解码器。
[0005]视频通信涉及数字视频数据的编码和解码。存在各种视频压缩标准，诸如MPEG
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1、MPEG
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2、MPEG
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4、H.264、H.265、H.266、AV1、VP8、VP10和更多即将推出的标准。近年来已经采用环路去块滤波器作为编解码器处理的一部分。去块滤波器是计算密集型的，并且占编解码器计算复杂度的几乎三分之一。对去块滤波器模块进行处理的计算复杂度需要大量的处理周期，且因此在电池驱动的小器具/设备(诸如智能手机)的视频通信期间，在视频编码器/解码器运行时会消耗大量的电流。
[0006]视频通信中处理器的高负荷导致大量的功率消耗，结果在视频通信中设备使用的电池寿命急剧降低。
[0007]DSP核指令集架构(ISA)具有内置在每条指令中的饱和逻辑，以及提供SIMD扩展。每条指令中的饱和逻辑耗费了数百/数千个门，这增加了平台SoC的芯片面积和BoM成本。CPU核ISA仅具有SIMD扩展，并且除了三条指令(即，ADD、SUB和专用SAT指令)之外，缺少饱和逻辑。与DSP相比，在ISA的这种限制的情况下实现并且在CPU上获得精确比特结果的功率消耗是具有挑战性的。本专利技术通过在平台SoC中将DSP核替换为CPU核，获得了在CPU上实现环路滤波模块的结果，同时获得了相同的功率性能并降低BoM成本。
[0008]名称为“System and method for optimizing power consumption in mobile devices(用于对移动设备中的功率消耗进行优化的系统和方法)”的美国专利文献US10390309公开了一种通过合适的指令集架构特征变化和语音编解码器的优化实现方式来对移动设备中的功率消耗进行优化的方法和装置。然而，该解决方案目的在于主要以语音通话的使用情况为目标。
[0009]名称为“System and method for optimizing power consumption in video communication in mobile devices(用于对移动设备中的视频通信中的功率消耗进行优
化的系统和方法)”的美国专利文献US11330526公开了一种通过合适的指令集架构特征变化和视频编解码器的优化实现方式来对移动设备中的功率消耗进行优化的方法和装置。然而，该解决方案目的在于视频通话的使用情况的功率优化。

技术实现思路

[0010]本专利技术克服了现有技术中的缺陷，并且提供了一种用于对移动设备中的平台SoC的BoM成本和功率性能进行优化的系统和方法。
[0011]该系统包括平台SoC中的具有SIMD扩展的多个CPU。与移动设备集成的摄像头捕获输入视频并且转换为具有8比特的典型像素大小的数字视频。如今可获得更高分辨率的摄像头传感器，该摄像头传感器可以捕捉10比特的像素大小。
[0012]在本专利技术的实施方式中，根据压缩标准H.264或任何其他适合应用的标准对数字视频信号进行编码。各种编码工具(诸如内部预测、运动补偿、可变长度编码)在具有指令集的CPU中被实现，该CPU具有SIMD扩展，但没有关键的单周期指令的乘法及累加(MAC，Multiply and Accumulate)。环路/后处理模块(去块滤波器)在CPU上而不是在DSP上被实现。在任一种情况下，片上系统(SoC)的电流消耗是相同的，但用CPU代替DSP提供了降低BoM成本的附加优点。
[0013]该系统还包括视频编解码器的解码器。视频编解码器的解码器模块被配置为对压缩视频信号进行解码。然后使用去块滤波器模块对解码后的视频信号进行后处理。后处理模块在CPU中而不是在DSP/VLIW(数字信号处理器/超大指令字，Digital Signal Processor/Very Large Instruction Word)核中实现。
[0014]因此，本专利技术提供了一种方法，该方法对平台SoC的BoM成本进行优化，同时还在移动设备中的视频通话中获得与具有DSP核的平台SoC相同的功率消耗。
[0015]平台SoC对DSP核的需求被CPU核取代，从而降低了平台SoC的BoM成本。
附图说明
[0016]当结合所附的附图阅读以下对实施方式的详细描述时，实施方式的上述特征和其他特征将变得更加明显。在附图中，相同的附图标记指代相同的元件。
[0017]图1示出了根据本专利技术的一个实施方式的用于在移动设备中的平台SoC中实现视频编解码器的系统的框图。
[0018]图2示出了根据本专利技术的一个实施方式的用于对平台SoC的BoM成本进行优化的方法。
[0019]图3示出了根据本专利技术的一个实施方式的用于在移动设备中实现视频编解码器的同时对平台SoC的BoM成本进行优化的方法。
具体实施方式
[0020]现在将详细参考本主题的描述，在附图中示出了本主题的一个或更多个示例。每个示例被提供用以解释该主题，而不是限制。对于本专利技术所涉及的
的技术人员来说明显的各种变化和修改被认为是在本专利技术的精神、范围和考虑范围内。
[0021]为了更清楚且简明地描述和指出所要求保护的本专利技术的主题，对在以下书面描述
中使用的具体术语提供以下定义。
[0022]本专利技术提供了一种用于对移动设备中的平台SoC的BoM成本和功率性能进行优化的系统和方法。该系统包括：具有SIMD扩展的CPU，其中实现了视频编解码器的编码器、视频编解码器的解码器；具有SIMD扩展的另外的CPU，其中实现了环路滤波/后处理模块(去块滤波器)。与在DSP/VLIW处理器上实现所有模块的相比，在具有SIMD扩展的CPU中、而不是在DSP/VLIW中流水线式实现视频编解码器和后处理模块(去块滤波器)分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对移动设备中平台片上系统的物料清单成本和功率性能进行优化的系统(100)，所述系统(100)包括：a.具有单指令多数据扩展的中央处理单元核(101)，所述中央处理单元核实现视频编码器/解码器模块；b.环路滤波器/后处理模块，所述环路滤波器/后处理模块包括去块滤波器(102)，其中，所述滤波器模块从所述编码器/解码器(101)接收先前处理过的视频帧样本，其中，在具有单指令多数据扩展的另外的中央处理单元核中实现所述滤波模块(102)；c.关闭在所述环路滤波器/后处理模块中的饱和；以及d.所述片上系统被设计成包括具有单指令多数据扩展的多个中央处理单元，以具有在所述核之间的视频编码器/解码器模块和滤波模块的流水线式实现方式；其中，中央处理单元的算术逻辑单元被设计成在关键指令中没有饱和，其中，所述关键指令包括但不限于乘法及累加指令和移位指令。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述视频编解码器模块(101、102)包括MPEG
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1、MPEG
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2、MPEG
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4、H.264、H.265、AV1、VP8、VP10标准视频编解码器。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述移动设备包括便携式蜂窝电话、移动手持设备、移动电话、无线电话、蜂窝电话、便携式电话、个人数字助理、以及智能手机。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述平台片上系...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳拉辛汉，
申请(专利权)人：特锐斯贝斯技术OPC私人有限公司，
类型：发明
国别省市：