[发明专利]算术逻辑单元

说明书

本发明涉及一种算术逻辑单元ALU，其包括被连接到多个数据通道以驱动第一数据到数据通道的第一路由网格；被连接到数据通道以驱动第二数据到数据通道的第二路由网格。每个数据通道包括多个，例如N个，函数单元，函数单元具有来自第一路由网格的第一输入和来自第二路由网格的第二输入。函数单元成对地计算在各自的第一输入上的相应的第一数据和在各自的第二输入上的相应的第二数据的函数。每个数据通道包括具有适于从函数单元接收K′位每字的输入的缩减单元。缩减单元被配置为执行缩减操作，该缩减操作被配置为输出具有缩减了数目的J′位每通道的输出结果，其中J′小于N乘以K′。

技术领域

本发明涉及计算机体系结构。

背景技术

在近几年里，基于摄像机的驾驶员辅助系统(DAS)已经投入市场，包括，车道偏离警示系统(LDW)、自动高光束控制系统(AHC)、行人识别、以及前方碰撞预警(FCW)。这些驾驶员辅助系统可以使用从安装于交通工具中的摄像机捕获的多个图像帧中探测到的多个补丁(patch)的实时图像处理。

向量处理器或者阵列处理器是执行含有对称之为向量的一维数据阵列进行操作的指令的指令集的处理器。比较起来，标量处理器对单个数据进行操作。最常用的处理器是标量处理器。

向量处理器或者阵列处理器——例如执行含有对一维数据阵列或向量进行操作的指令的指令集的传统的中央处理单元(CPU)的处理器。相比之下，标量处理器具有对单个的数据项进行操作的指令。

VLIW(超长指令字)数字信号处理单元含有几个并行操作的子处理单元。VLIW含有多个指向各种子处理单元的运算代码，由于每个子单元同时得到其运算代码，因此允许并行处理。运算代码是机器语言指令的一部分，其规定了要执行的操作。

发明内容

本文所使用的术语“单指令多数据”(SIMD)指的是具有同时在多个数据点上执行相同操作的多个处理元件的一类并行计算机。这样，这种SIMD机器利用数据级并行性。

各种算术逻辑单元(ALU)可能被提供，其包括连接到多个数据通道的第一路由网格，该第一路由网格适于驱动第一数据到数据通道；连接到数据通道的第二路由网格，该第二路由网格适于驱动第二数据到数据通道。每个数据通道包括多个(如，N个)函数单元，这些函数单元具有来自第一路由网格的第一输入和来自第二路由网格的第二输入。函数单元可操作为成对地计算各自的第一输入上的相应的第一数据和各自的第二输入上的相应的第二数据的函数。每个数据通道包括缩减单元，缩减单元具有适于从函数单元接收K′位每字的输入。缩减单元被配置为执行缩减操作，缩减操作被配置为输出具有缩减了数目的J′位每通道的输出结果，其中J′小于N乘以K′。多个数据通道可包括N个数据通道。全局控制块可以被配置为控制函数单元的函数和控制第一路由网格的第一路由，以及控制第二路由网格的第二路由。函数可以在第一数据的数据a与第二数据的数据b之间被执行。函数可以为：加法a+b、减法a-b、乘法a*b、a和b之间的关系运算、以及差的绝对值ABS(a-b)。缩减操作可以包括加法、找出最大值和找出最小值。数据通道可以在其中彼此独立地执行各自的计算。

使用本文所公开的算术逻辑单元，对于线性滤波、矩阵乘法、中值滤波、局部最大值滤波、局部最小值滤波和绝对差值和滤波中的任何一项，可执行各种方法。

各种计算方法可以由算术逻辑单元(ALU)执行，包括，第一路由，从而驱动第一数据到多个数据通道；第二路由，从而驱动第二数据到数据通道。且在数据通道中：(i)成对地计算相应的第一数据和相应的第二数据的函数的N个实例，从而输出具有K′位每字的N个结果。(ii)对N个结果执行操作，从而输出具有缩减了数目的J′位每通道的输出结果。J′小于N乘以K′。函数在第一数据的数据a与第二数据的数据b之间执行。函数可以为：加法a+b、减法a-b、乘法a*b、a和b之间的关系运算、以及差的绝对值ABS(a-b)。函数的N个实例被控制以选择函数，且第一和第二路由被控制。可以避免存储第一和第二数据于ALU中，且可以避免存储第一和第二数据的函数的中间结果。