[发明专利]一种与DMA相结合的ping-pong结构快速数据存取方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频编解码技术，特别是指一种与DMA(图像处理芯片中的数据搬运方式)相结合的ping-pong(乒乓)结构快速数据存取方法。

背景技术

在视频监控领域中常用的数字录像设备DVR，通常由视频数据采集单元、图像处理单元、存储及显示设备构成。其中在图像处理单元通常采用可进行视频压缩标准软编程的DSP。

在视频编解码的过程中，一帧图像可以分为若干个大小一定的矩形区域，以矩形区域为处理单位，如在H.264标准中，每个矩形区域大小为16×16，称为一个宏块。对每一个宏块可以选择帧间或帧内编码算法。通过使用基于块的运动矢量，帧间编码可以充分利用不同图像之间的时域统计依赖性。帧内编码采用不同的空间预测模式，对一幅图像中的空间统计依赖性加以利用；对预测残差进行变换，去除变换块内部像素之间的空间相关性以获得进一步的压缩；对变换系数进行量化；最终形成了与源图像非常接近的近似图像，同时丢弃一些视觉上不重要的信息；最后，再将运动矢量或帧内预测模式与量化后的变换系数信息合并在一起，进行变长编码或算术编码。

在DSP芯片中，一般有片内内存和片外内存两种内存，片外内存容量大，但是存取速度慢；片内内存存取速度快，但是容量有限，需要合理利用。在编解码的每一个过程中，如帧间编码，在进行运动搜索时需要当前宏块的数据及参考帧数据，如果需要的数据在片外存储器上，对上述数据的读取就需要耗费大量的时间。这种访存密集型操作，占用编解码大部分时间，是编解码的主要瓶颈。

在DSP中一种常用的数据搬移方法是DMA，使用DMA进行数据搬移，可以不需要CPU的干预，启动后DMA自己在后台进行数据搬移。

传统方法流程，如图1所示：在传统方法中，在进行算法运算之前，需要等待数据搬运完成，在DSP中数据的存取过程是最耗时的操作，所以此等待耗费大量编解码时间，是编解码的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与DMA相结合的ping-pong结构快速数据存取方法，以减少数据存取的次数，提高编解码效率。

本发明的技术方案是：

一种与DMA相结合的ping-pong结构快速数据存取方法，其特征在于：该方法应用于视频编码器和视频解码器中，利用DSP中片内外存储器及DMA数据搬移方法，在片内存储器中开辟两块较小的ping-pong区域，将需要处理的数据在处理之前使用DMA提前准备好放在ping-pong buffer中，以节省处理之前数据搬运的等待时间，提高编解码效率。

一种与DMA相结合的ping-pong结构快速数据存取方法，其方法步骤包括：

步骤一、在片内存储器上开辟ping-pong buffer区域：

A)、根据具体的算法，计算需要的ping-pong buffer的大小；

B)、在片内存储器开辟两块大小为M×N的内存区域，一个为pingbuffer，一个为pong buffer；

步骤二、往ping buffer中准备数据：

C)、首先，往ping buffer中使用DMA搬运第一个需要处理的宏块的数据；

D)、等待ping buffer中数据搬运完成；

步骤三、ping-pong buffer数据处理与准备并行过程：

E)、对ping buffer中的当前宏块数据进行处理，同时往pong buffer中使用DMA搬运下一个宏块需要的数据。由于DMA启动后可以不受CPU干预，自动在后台进行数据搬运，所以当前宏块的处理过程和下一个宏块数据的准备过程，这两个过程可以并行执行；

F)、等待ping buffer中数据处理完成和pong buffer中宏块需要的数据搬运完成，此等待过程并非两者的累加，而为两者中时间较长的一方；

G)、对下一个宏块进行处理，也即处理pong buffer中的数据；同时往ping buffer中准备再下一个宏块需要的数据；并且pong buffer中数据的处理过程和ping buffer的数据搬运过程两者并行执行；

H)、等待ping buffer中数据搬运完成和pong buffer中数据处理完成，此等待过程并非两者的累加，而为两者中时间较长的一方；

I)、对于一帧数据重复E～H的过程；

步骤四、处理最后一个ping buffer或pong buffer中的数据：

J)、等待最后一个ping buffer或pong buffer中数据准备完成；