[发明专利]对数据执行排列运算的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装置与方法，用以对数据执行排列运算(permutation operation)。

背景技术

数据处理应用程序，例如信号处理应用程序，通常需要数据重新布置，以便在高数据率下执行。当数据处理被充分地加速时，例如，当使用单一指令多数据(SIMD)引擎时，则数据重新布置(例如排列)可能会变成在执行这些运算时的瓶颈。

在信号处理应用程序中(例如按无线电标准所使用的那些)，排列的常见形式为去交织(de-interleave)运算以及交织(interleave)运算。为了在去交织的情形下分离两个或更多个信道或是在交织的情形下结合两个或更多个信道，而执行这些运算。一个实例为将数据信道从导频(pilot)信道(即控制信道)中分离。错误更正很常用于信号处理，以更正由于数据通过噪声通信信道传输时可能引起的错误。在错误更正处理期间，则通常会执行数据的打孔(puncturing)与去打孔(de-puncturing)。打孔被用来改变在数据率以及错误鲁棒性之间的取舍。该打孔运算涉及去交织这些数据信道并丢弃第二信道，而去打孔运算涉及用零值交织一个通信信道。

使用多个并行的蝶型排列网络来执行去交织运算已是众所周知的。例如，在2004年11月的第38届信号、系统及计算机的Asilomar年研讨会，Y.Hilewitz，Z.Shee与R Lee的公开物“Comparing Fast Implementations of Bit Permutation Instructions”中，提出执行去交织运算的GRP指令如何在两个并行的蝶型网络中被实施。此公开物提及了GRP无法在蝶型或反蝶型网络上执行，但该二个反转的蝶型网络能用来将R位与L位并行分组。一个蝶型网络去交织第一信道，而另一蝶型网络去交织第二信道。然而，此技术不能用来执行交织运算，而仅能执行去交织运算。使用交叉式(cross-bar)配置去执行一般的排列指令亦为已知。然而，此交叉式网络涉及针对n-输入交叉矩阵(cross-bar)的n²次运算。因此，此种交叉式网络不是非常区域有效。

因此，需要以更有效的方式提供加速数据排列运算。还需要能使用蝶型排列网络来执行交织运算。

发明内容

依据本发明的第一方面，提供用以处理数据的装置，所述装置包含：

处理电路，其用以执行数据处理运算，所述处理电路包含用以执行排列运算的排列电路；

寄存器组，其具有用以储存数据的多个寄存器；

控制电路，其响应程序指令来控制所述处理电路去执行所述数据处理运算；

其中所述控制电路被设置成对控制产生指令作出响应，以依据位屏蔽(bit-mask)而产生控制信号以配置所述排列电路对输入操作数执行排列运算，该输入操作数包含储存于所述寄存器组的一个或多个寄存器内的数据；

其中所述位屏蔽在所述输入操作数中识别出具有第一排序的第一组数据元及具有第二排序的第二组数据元，并且其中所述排列运算保存所述第一排序及所述第二排序中的一个，但改变另一个。

本发明认为通过对输入操作数(该输入操作数包含具有第一排序的第一组数据元与具有第二排序的第二组数据元)执行排列运算，以及保存该第一及第二排序中的一个但改变该第一及第二排序中的另一个，可依据位屏蔽使用控制电路并产生控制信号以配置用于执行排列运算的排列电路而执行更有效率的排列运算。假定使得这样的排列运算得以执行的控制产生指令在配置该排列电路时提供较大的灵活性并且使排列运算能够以更区域有效的方式得以执行。这还改善了因以高数据率执行数据重新布置而使数据重新布置变为瓶颈的问题。

将认识到，作为该排列运算结果的该输入操作数的该第一排序及该第二排序中的一个的改变的排序可包含与该输入排序相关的多个不同的排序的改变中的任何一个。然而在一种布置中，该第一排序及第二排序中的一个的该改变的排序包含反转排序。该两个排序的数据组的一个的该反转排序，使得该两个数据组的数据可被容易地分开且根据该输入排序而易于重新排序。此外，该第二数据组的反转排序使该排列电路简化。

将认识到，该排列运算可为多个不同的排列运算中的任何一个，如简单重新排序或数据反转。然而，在一个实施例中，该排列运算是交织运算与去交织运算中的一个。这些运算通常在信号处理程序中被执行，而其依据本技术使用排列电路及控制电路的有效实施方案可以改善总处理量(processing throughput)。