[发明专利]一种基于多核处理器的矩阵数据按bit旋转的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于印花打印技术领域，具体涉及一种基于多核处理器的矩阵数据按bit旋转的装置及方法。

背景技术

在数码印花打印机的结构中，对于数据的旋转处理通常使用通用计算机来完成，但是由于通用计算机对数据按bit旋转的操作效率不高，无法满足数码印花机高速打印所需的数据吞吐量和数据处理能力，因此数据按bit旋转操作的速度就成为了数码印花机提高打印速度的关键所在，数据旋转的效率直接影响着数码印花机的产能。

申请号为201010039580.7的中国专利公开了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的矩阵数据按bit旋转的装置及方法技术，该装置包含数据输入单元、数据矩阵单元、数据存储单元和数据合成单元，分别完成矩阵数据的划分、旋转、存储和合成；其使数据矩阵单元分为左数据矩阵单元和右数据矩阵单元，从而实现了二级流水处理方法，一定程度上提高了矩阵数据旋转效率；但是由于受FPGA时序和DDR操作效率的影响，该装置的数据吞吐量相对较小。

近年来，单核处理器的发展受到了物理定律的限制，性能的提高已经到达了瓶颈期。但人们对处理能力和存储能力要求不断提高，多核处理技术的迅速发展为人们找到了解决方案。多核处理技术在保证每个核高速度的处理能力的同时，同时能高效的处理每个核之间的数据交互以及数据之间的同步问题，同时提高了DDR和每个核的交互能力，使得DDR的访问能力并没有因为核数的增多而成为瓶颈。其中Tilera公司推出的Tilera系列芯片为多核处理器中的佼佼者。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种基于多核处理器的矩阵数据按bit旋转的装置及方法，能够提高数据的旋转效率以及吞吐量，从而实现数码印花机的高效能产出。

一种基于多核处理器的矩阵数据按bit旋转的方法，包括如下步骤：

(1)将待旋转的64bit×64bit的矩阵数据划分为N个(64/N)bit×64bit的矩阵数据块；N为能被64整除且满足2≤N≤M的自然数，M为多核处理器的核个数；

(2)利用多核处理器的N个核分别并行对N个矩阵数据块进行旋转，将N个旋转后的矩阵数据块依次写入缓存；

(3)从缓存中读取N个旋转后的矩阵数据块，将N个旋转后的矩阵数据块进行合并后输出。

所述的步骤(2)中，对矩阵数据块进行旋转是将(64/N)bit×64bit的矩阵数据块通过核的寄存器进行移位转变成为64bit×(64/N)bit的矩阵数据块。

一种基于多核处理器的矩阵数据按bit旋转的装置，包括：一数据接收单元、一数据划分单元、N个数据处理单元、一数据存储单元和一数据合成单元；其中：

所述的数据接收单元，用于接收待旋转的64bit×64bit的矩阵数据；

所述的数据划分单元，用于将待旋转的64bit×64bit的矩阵数据划分为N个(64/N)bit×64bit的矩阵数据块；

所述的N个数据处理单元，用于分别并行对N个矩阵数据块进行旋转；

所述的数据存储单元，用于存放N个数据处理单元分别输出的N个旋转后的矩阵数据块；

所述的数据合成单元，用于从数据存储单元中读取N个旋转后的矩阵数据块，并将N个旋转后的矩阵数据块进行合并后输出。

所述的数据处理单元为多核处理器的核，处理大小为(64/N)bit×64bit的矩阵数据块，其将(64/N)bit×64bit的矩阵数据块旋转为64bit×(64/N)bit的矩阵数据块；一个数据处理单元对应一个核，可以实现并行对N个矩阵数据块进行旋转操作；相比单核处理器，性能提升N倍。

所述的数据存储单元为多核处理器的DDR。

结合本发明装置，本发明方法的实现是通过数据接收、数据按核数划分、数据处理及存储和数据合成这4个步骤：

步骤A：以Byte为单位，接收从网络或其他传输介质中传输过来的数据，并将数据按照接收顺序进行存储；

步骤B：采用块矩阵的方法，将接收到的待旋转的64bit×64bit的矩阵数据划分为N个(64/N)bit×64bit的矩阵数据块；

步骤C：将N个(64/N)bit×64bit的矩阵数据块分别输入至N个核中，然后将N个(64/N)bit×64bit的矩阵数据块通过每个核的寄存器进行移位转变成为N个64bit×(64/N)bit的矩阵数据块，并存入DDR中；

步骤D：由数据合成单元通过对DDR中旋转后的矩阵数据块按照地址跳变的算法取得数据，并合成8bit的数据形式输出。