H.264視頻解碼芯片中與濾波相關(guān)的存儲器的設(shè)計

　　2 DRAM 的規(guī)劃與設(shè)計

　　DRAM 是一種成本低、容量大、應(yīng)用廣泛的存儲介質(zhì)， 對大規(guī)模數(shù)據(jù)的操作十分迅速。然而由于DRAM 中有一個Row 的概念。在操作不同的Row 的情況下DRAM 要先關(guān)閉當前的Row， 同時再激活所需的Row，這樣就造成了很多的overhead。試想讀取同一Row 的10 個數(shù)據(jù)與分別處于10 個Row 的10個數(shù)據(jù)，后者的時間耗費將會是前者的5～6 倍。因此DRAM 不適合對隨機的分散的數(shù)據(jù)存取。

　　由于Row 的存在， 對DRAM 中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計就顯得尤為重要。要盡量減少不同Row 之間的訪問，這樣才能提高數(shù)據(jù)的存取效率。本次設(shè)計中采用位寬為64 位的DRAM， 恰好可以存放8 個點的像素值。一幅圖像亮度Y、色度UV 分別存放在一個連續(xù)的空間中。

　　H.264 解碼后的最后圖像存入DRAM 中，顯示模塊不斷的從DRAM 中取出數(shù)據(jù)送到顯示器， 運動補償單元也要從DRAM 中取出參考幀的數(shù)據(jù)。因此DRAM 的帶寬尤為緊張。合理地分配DRAM 的帶寬是設(shè)計中要考慮的一個重要方面。由于很多模塊都要求對DRAM 進行操作， 為了有效地對DRAM 進行管理，設(shè)置了DRAMCONtrol 模塊來對DRAM 進行控制。

　　3 DRAMControl 模塊的設(shè)計

　　DRAMControl 模塊控制著DRAM 與外面其它模塊的交互，是DRAM 與外部其它模塊的接口。主要的功能包括DRAM 的自動刷新、DRAM 的命令的產(chǎn)生等。因為DRAM 工作時的狀態(tài)多，本次設(shè)計中采用狀態(tài)機的方式來實現(xiàn)。其中狀態(tài)圖如圖2 所示。

圖2 DRAMControl 中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

　　設(shè)計中采用了均勻刷新的方式， 每隔一定的時間， 經(jīng)過“IDLE → PRECHALL → AUTORF →IDLE”的過程就完成一次刷新。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的主體是讀寫操作過程，判決狀態(tài)（Decision）占用一個時鐘周期判斷當前操作所要執(zhí)行的Row 是否處于激活狀態(tài)，如果沒有激活則要先關(guān)閉當前處于激活狀態(tài)的Row，再激活所需的Row（通過PRECH 和ACT 狀態(tài)完成）；如果已經(jīng)激活，則直接進行讀寫操作。對于寫操作，針對H.264 中濾波結(jié)束后要更新上邊宏塊，左邊宏塊以及自身宏塊的數(shù)據(jù)來設(shè)計了WRITEUP 或WRITELEFT 和WRITE 這三個狀態(tài)寫入DRAM，而且這些狀態(tài)之間實現(xiàn)了時間上的無縫連接，構(gòu)成了一個完整連貫的BurST 寫操作； 如果上邊宏塊的數(shù)據(jù)或左邊宏塊的數(shù)據(jù)塊處于與待濾波宏塊的數(shù)據(jù)塊不同的Row 中，則在WRITEUP 或WRITELEF 狀態(tài)實現(xiàn)不在本Tile 中數(shù)據(jù)塊的寫操作，這種情況的寫效率顯然比在同一個Row 中的時候下降了， 但這是不可避免的， 當宏塊處于本Row 的最左邊或最上邊的時候，其上邊宏塊數(shù)據(jù)或左邊宏塊數(shù)據(jù)塊必然是屬于其它Row 的。本次設(shè)計中，DRAM 一個地址存本block 和下一個block 的同一行， 因此這樣就最多的避免了跨Row 的操作。對于其它情況的寫操作，使用WRITE 狀態(tài)完成。