[发明专利]一种算法硬件实现方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及芯片设计技术领域，尤其涉及一种算法硬件实现方法和系统。

背景技术

在目前中国的数字高清电视领域，大部分电子企业采用两种研发模式，一种模式直接购买诸如MTK、Pixelworks和Trident等台湾或外国企业的芯片，进行整机系统集成，另一种模式是进行芯片设计，但由于缺乏在视频处理核心算法的知识产权和竞争力，只能用高昂的价格购买IP芯片进行嵌入式系统芯片（SoC）系统集成。这两种模式没有培育自己在视频处理领域的核心竞争力，只能处于产业链的较下端，受制于上游的IP提供商和芯片提供商。

大部分具有ASIC或SOC芯片设计能力的企业缺乏设计视频核心算法的能力，而具有视频处理算法设计能力的人员多分布在研究机构和软件公司，不具备芯片设计的能力，只能提供基于软件的视频处理解决方案，其实时性无法得到保证。在数字高清电视领域，同时具有自主算法设计和芯片设计能力的仅有Pixelworks、Trident、三星、飞利浦和索尼等企业。越来越多的电子企业意识到同时具备视频算法设计能力和芯片设计能力的重要性，配备了算法开发团队和芯片设计团队，试图设计从视频算法到ASIC架构和SOC架构完全自主知识产权的芯片。

常规的算法和芯片联合设计流程将两者独立开来，先进行算法开发，然后进行芯片硬件实现。这种流程有两个缺点，从算法开发来看，很可能导致开发出的算法不具备硬件可实行性，或产生的硬件规模巨大，超出了芯片的数据带宽或规模的约束；从芯片设计上来看，如果算法交付之后不做改动，仅仅从硬件结构上进行优化，带来的优化效果是有限的，所以需要制定更高效的开发流程来进行视频算法和硬件实现的联合开发。

发明内容

本申请要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能将算法和硬件实现同步优化的方法。

本申请要解决的另一技术问题是提供一种基于上述方法的系统。

本申请要解决的技术问题通过以下技术方案加以解决：

一种算法硬件实现方法，包括：

进行算法开发；

进行所述算法的硬件实现评估；

根据所述硬件实现评估结果对所述算法进行修改和/或优化；

对所述修改和/或优化后的算法进行硬件实现。

上述算法硬件实现方法，其中所述算法开发包括：

对算法进行功能定义和性能指标定义；

依据所述功能定义和性能指标定义对算法进行开发和编码。

上述算法硬件实现方法，其中所述根据所述硬件实现评估结果对所述算法进行修改和/或优化包括：

根据硬件实现评估结果，若所述结果为不满足硬件可实现性，则修改和/或优化算法；若满足硬件可实现性，则：

对算法进行性能评估，若满足所述性能指标，则确定算法代码；若不能满足性能指标，则修改算法代码，直至满足。

上述算法硬件实现方法，其中所述算法包括视频算法，所述对算法进行性能评估包括：

视频算法从测试视频序列库中读取视频，得到处理后的视频；

经视频算法处理后的视频分别输入到主观视觉评估单元和客观性能指标评估单元；

客观性能指标评估单元计算出待评估的算法处理结果的客观性能指标；

主观视觉评估单元接收到处理后的视频后，下载到硬盘录放机，硬盘录放机控制将下载的视频结果通过LVDS接口显示到高清电视上；

同时，未经视频算法处理的测试视频经过对比方的视频处理单元，输出到另一台高清电视上显示；

人眼对两台高清电视的结果进行主观视觉的评估，并输出评估性能指标。

上述算法硬件实现方法，所述对所述修改和/或优化后的算法进行硬件实现包括：

进行系统定义，对系统资源进行描述，制定硬件性能指标数据带宽、频率、硬件规模和功耗；

接收算法代码，基于算法代码进行硬件架构设计；

对数据带宽和硬件规模进行预估；

在算法代码最终版中添加测试向量生成代码，生成硬件实现所用到的黄金模型Golden Model；

进行详细的分模块架构设计和编码；

基于该Golden Model对RTL硬件设计进行硬件功能仿真验证；

对RTL硬件设计进行FPGA验证。

一种算法硬件实现系统，包括算法开发模块、实现评估模块和硬件实现模块，

所述算法开发模块用于进行算法开发；

所述实现评估模块用于进行所述算法的硬件实现评估；