CN104142907A - 增强型处理器、处理方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增强型处理器和信息处理方法，所述增强型处理器包括：控制单元，用于根据当前启动的应用或业务判断是否需要启用硬件加速器，并在判断需要启用时，控制所述至少一个硬件加速器运行；至少一个硬件加速器，用于实现特定应用数据的数据处理。本发明增强型处理器和信息处理方法通过优化结构，提供了处理器性能。

Description

增强型处理器、处理方法和电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种增强型处理器、处理方法和电子设备。

背景技术

目前，移动智能手机终端普遍采用应用处理器(Application Processor，AP)叠加通信处理器(Communication Processor，简称CP，也称基带芯片)的架构，其特点是：主体应用功能和通信功能独立分开，其基带芯片CP主要发展方向是：支持多模共存，如：双模双待，三模三待(支持长期演进(LTE，Long Term Evolution)的高速数据下载)等，但应用处理器AP的发展方向却有些极端：在较短的时间内AP的主频从800MH不断攀升到2.5G，CPU内核数量也从单核发展到四核，而且实现这些目标仅仅不到3年的时间，并且这种极端的发展趋势还在继续。

本发明的发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下技术缺陷：

1)AP涵盖的功能过多，分工不清晰，总线又过于复杂(高通8960支持8条总线之多)，有些功能应用反而效率低下。

2)AP管理范围太广，大到内置ISP功能，小到触摸屏和多Sensor(传感器)的控制，以至于AP忙忙碌碌，能够空闲的时间很少，不利于节电的管理。

3)移动终端朝着智能方向发展，像图像，语音及手势识别等技术，涉及超大的数据量和复杂的算法，如果均由AP来处理，仅通过提高处理器的主频，一味提高CPU核的数量，依然会很难满足基于此技术的应用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种增强型处理器和信息处理方法，以解决现有处理器性能提下的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种增强型处理器，应用于电子设备，所述增强型处理器包括：

控制单元，用于根据当前启动的应用或业务判断是否需要启用硬件加速器，并在判断需要启用时，控制所述至少一个硬件加速器运行；

至少一个硬件加速器，用于实现特定应用数据的数据处理。

进一步地，所述硬件加速器的数量大于或等于2，不同硬件加速器实现不同应用数据的数据处理，所述控制单元还用于在判断需要启用硬件加速器时，根据当前启动的应用或业务确定要启用的硬件加速器。

进一步地，所述增强型处理器还包括多管道连通器，与控制单元和硬件加速器连接，用于提供至少一个传输通道；

所述控制单元选择至少一个传输通道控制所述至少一个硬件加速器运行。

进一步地，所述控制单元选择不同的传输通道并行控制不同的硬件加速器。

进一步地，所述硬件加速器包括数据处理单元、选择输出单元、功能数据主通道和共享数据辅通道；所述数据处理单元用于进行数据处理得到中间数据处理结果和/或最终数据处理结果，所述选择输出单元用于基于控制单元的控制选择功能数据主通道输出最终数据处理结果，以及选择共享数据辅通道输出中间数据处理结果。

进一步地，不同硬件加速器之间的共享数据辅通道直接连接或通过所述多通道连通器连接。

进一步地，所述应用数据是图像数据、语音识别数据或手势识别数据。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的增强型处理器和应用处理器。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种信息处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括至少一个用于实现特定应用数据的数据处理的硬件加速器和控制单元，该方法包括：

控制单元根据当前启动的应用或业务判断是否需要启用硬件加速器；

在判断需要启用时，所述控制单元控制所述至少一个硬件加速器运行。

为解决上述技术问题，本发明还提供了所述硬件加速器的数量大于或等于2，不同硬件加速器实现不同应用数据的数据处理，控制所述至少一个硬件加速器运行前，该方法还包括所述控制单元根据当前启动的应用或业务确定要启用的硬件加速器。

进一步地，所述增强型处理器还包括用于提供至少一个传输通道的多管道连通器，所述多管道连通器与控制单元和硬件加速器连接；

所述控制单元选择至少一个传输通道控制所述至少一个硬件加速器运行。

进一步地，所述控制单元选择不同的传输通道并行控制不同的硬件加速器。

进一步地，所述硬件加速器包括功能数据主通道和共享数据辅通道，所述控制单元控制所述至少一个硬件加速器运行包括：

第一硬件加速器进行数据处理得到中间数据处理结果和/或最终数据处理结果；

第一硬件加速器基于所述控制单元的控制选择所述功能数据主通道输出最终数据处理结果和/或选择共享数据辅通道向第二硬件加速器输出中间数据处理结果。

进一步地，不同硬件加速器之间的共享数据辅通道直接连接或通过所述多通道连通器连接。

与现有技术相比，本发明增强型处理器和信息处理方法，采用至少一个硬件加速器，在控制单元的控制下能够有效协同应用处理器(AP)进行合理分工，使系统结构优化，提升原本效率低下的功能应用。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明增强型处理器实施例1的模块结构示意图；

图2是本发明增强型处理器实施例1的又一模块结构示意图；

图3是本发明增强型处理器应用实例的示意图；

图4是本发明增强型处理器实施例3的模块结构示意图；

图5是本发明电子设备的应用实例示意图；

图6是本发明信息处理方法实施例1的示意图；

图7是图6中步骤602的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例1

本发明增强型处理器(Enhance Processor，增强型处理器)，应用于电子设备，如图1所示，所述增强型处理器包括：

控制单元，用于根据当前启动的应用或业务判断是否需要启用硬件加速器，并在判断需要启用时，控制所述至少一个硬件加速器运行；

控制单元根据应用功能需求，完成整体控制和并行仲裁控制，有别于目前通用处理器的仲裁方法。具体地，控制单元可由中央处理器(CPU)和系统控制模块(system ctrl)实现，其中CPU可识别来自应用的指令，向系统控制模块发送控制指令；所述系统控制模块用于基于CPU的控制指令生成控制信号，实现对硬件加速器的控制。

所述中央处理器可以使用ARM(Advanced RISC Machines，高级精简指令集机器)CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，可以是偏重于实时要求的如R系列CPU，也包括其他公司类似的CPU ARM Contex系列。

至少一个硬件加速器，用于实现特定应用数据的数据处理。

本发明中硬件加速器也称为硬件引擎，当应用手机这种电子设备时，如图3所示，可配置包括但不限于如下一个或多个硬件加速器：

多路图像并行硬件加速器：用于支持多路图像并行前后处理，如多摄像头应用，3D拍照，摄像；手势识别等。

图像安全硬件加速器：用于支持图像版权保护，图像数据加解密处理应用。

H.264编解码硬件加速器：用于支持图像主流的编解码，协助解决AP编解码不便，或不够的应用场景，如图像录制等应用。

终端语音识别硬件加速器：用于支持语音的终端识别，实现语音控制或语音的辅助交互，如通讯录，记事本，日程有限特征信息实现字幕提示，辅助用户应用。

触摸、感应器外设加速器：用于支持触摸或感应器外设的应用处理，如复杂的条件式多组合触控操作或Sensors设定。

以上给出了5种硬件引擎，而实际应用中则可根据需要进行增加或减少。

根据具体的实现，优选地，所述硬件加速器的数量大于或等于2，不同硬件加速器实现不同应用数据的数据处理，所述控制单元还用于在判断需要启用硬件加速器时，根据当前启动的应用或业务确定要启用的硬件加速器。

具体地，如图2所示，所述硬件加速器包括数据处理单元、选择输出单元、功能数据主通道和共享数据辅通道，所述数据处理单元用于进行数据处理得到中间数据处理结果和/或最终数据处理结果，所述选择输出单元用于基于控制单元的控制选择功能数据主通道输出最终数据处理结果，以及选择共享数据辅通道输出中间数据处理结果。

具体地，数据处理单元可有若干个分别实现不同处理环节的数据处理子单元组成。每个数据处理子单元还可以将本子单元处理后的数据连接到选择输出单元，根据需要可选择的以数据共享辅通道的方式传输到其他硬件共享单元，满足共享需求。

该实施例中，不同硬件加速器之间的共享数据辅通道直接连接，以实现不同硬件加速器之间的中间数据处理结果的共享。

比如多路图像硬件引擎，其主功能是完成图像识别，中间结果是图像的预处理，其预处理的图像也可共享给图像编码硬件引擎进行编码压缩达到共享，实现图像识别和图像压缩，图像的预处理则是双方的数据共享。

图3中，仅示出了5种功能硬件引擎，尽管功能目标不同，但都遵循相同的传输协议，以达到各个硬件引擎之间能协调的工作和交互，

优选地，如图3所示，所述增强型处理器还可以增加以下结构，以提高处理性能：

RAM模块：容量小，用于增强型处理器系统数据缓存。

DDR控制器(DDR Ctrl)：容量较大的数据存储，用于增强型处理器操作系统数据和硬件引擎等处理的图像数据的缓存。

I/O接口：外部接口连接，可以是MIPI，SDIO，PCIe等总线接口，用于同其他处理器连接传输，如AP等。

本实施例1的方案中，增强型处理器采用至少一个硬件加速器来实现对特定应用数据的处理，应用于电子设备时，可与应用处理器实现较好的负荷分担，提高应用处理速度，另硬件加速器不仅可输出其最终数据处理结果，还可在硬件加速器之间实现中间数据处理结果的共享。

实施例2

本发明增强型处理器，应用于电子设备，如图4所示，所述增强型处理器包括控制单元、至少一个硬件加速器以及与控制单元和硬件加速器连接的多管道连通器，其中：

多管道连通器(本文中也称为Matrix)，用于提供至少一个传输通道；

Matrix为并行多路的管道连通器，这些管道可以是总线接口也可以是非总线接口如FIFO等数据接口。

控制单元，用于根据当前启动的应用或业务判断是否需要启用硬件加速器，并在判断需要启用时，选择至少一个传输通道控制所述至少一个硬件加速器运行；

至少一个硬件加速器，用于实现特定应用数据的数据处理。

根据具体的实现，优选地，所述硬件加速器的数量大于或等于2，不同硬件加速器实现不同应用数据的数据处理，所述控制单元还用于在判断需要启用硬件加速器时，根据当前启动的应用或业务确定要启用的硬件加速器。

优选地，所述控制单元选择不同的传输通道并行控制不同的硬件加速器。

具体地，如上文所述，所述硬件加速器包括数据处理单元、选择输出单元、功能数据主通道和共享数据辅通道，所述数据处理单元用于进行数据处理得到中间数据处理结果和/或最终数据处理结果，所述选择输出单元用于基于控制单元的控制选择功能数据主通道输出最终数据处理结果，以及选择共享数据辅通道输出中间数据处理结果。

具体地，数据处理单元可有若干个分别实现不同处理环节的数据处理子单元组成。每个数据处理子单元还可以将本子单元处理后的数据连接到选择输出单元，根据需要可选择的以数据共享辅通道的方式通过多管道连通器传输到其他硬件共享单元，满足共享需求。

该实施例2中，不同硬件加速器之间的共享数据辅通道通过所述多通道连通器连接。

本实施例中，当存在至少两个硬件加速器时，尽管功能目标不同，但都遵循相同的传输协议，以达到各个硬件引擎连接到多管道连通器(Matrix)之间能协调的工作和交互。

本实施例增强型处理器，采用多管道连通器(Matrix)替代传统的总线结构，可实现低频，高带宽，低功耗的目的；传统总线只能分时复用，而采用Matrix结构可实现整体并行，提高处理性能；不同硬件加速器共享中间数据处理结果，实现了数据处理的复用，提高了效率。

另外，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的增强型处理器和应用处理器，所述应用处理器用于实现系统管理，所述增强型处理器。

所述电子设备还包括通信处理器，用于实现通信处理。

具体应用中，电子设备如移动终端，将基于图像输入量很大，实时要求很高，不便应用处理器(AP)实现或实现很困难的功能交由增强型处理器(EP)来完成，AP则着重完成系统文件管理，网络及协议，网络浏览，媒体及游戏等应用。通过合理的搭配分工，实现一个最优的移动智能手机平台方案：AP+CP+EP。

该应用实例的电子设备，如图5所示，主要由多模通信处理器CP+应用处理器AP+增强型处理器EP组成。多模通信处理器CP保持原AP+CP架构的功能特性，AP将多路摄像头，多路Sensors，音频部分以及触摸控制交由EP管理，并对一些主流的特色功能进行增强，而AP更专注系统文件管理，网络及协议，网络浏览，媒体及游戏等应用，经过合理的分工，使得本发明的平台方案更加高效，可扩展性也更强，是一种很优的未来移动智能手机平台解决方案，符合用户未来的实际需求。

图中，硬件引擎涉及运算需要外部DSP完成情况，这里RAM可作为DSP程序和数据缓冲，也可作为硬件引擎临时数据缓冲。

基于上述实施例1的增强型处理器，本发明还提供了一种信息处理方法，应用于电子设备，如图6所示，该方法包括：

步骤601：控制单元根据当前启动的应用或业务判断是否需要启用硬件加速器；

步骤602：在判断需要启用时，所述控制单元控制所述至少一个硬件加速器运行。

具体地，第一硬件加速器实现第一应用数据的数据处理，第二硬件加速器实现第二应用数据的数据处理；所述控制单元控制所述至少一个硬件加速器运行包括，控制所述第一、第二硬件加速器共享中间数据处理结果，即控制第一或第二硬件加速器输出中间数据处理结果至第二或第一硬件加速器。

优选地，所述硬件加速器的数量大于或等于2，不同硬件加速器实现不同应用数据的数据处理，控制所述至少一个硬件加速器运行前，该方法还包括：所述控制单元根据当前启动的应用或业务确定要启用的硬件加速器。

基于上文中的增强型处理器实施例2，即相对于实施例1，增强型处理器还包括用于提供至少一个传输通道的多管道连通器，所述多管道连通器与控制单元和硬件加速器连接；

步骤602中，所述控制单元选择至少一个传输通道控制所述至少一个硬件加速器运行。

可选地，所述控制单元选择不同的传输通道并行控制不同的硬件加速器。

在前述增强型处理器实施例1和实施例2中，所述硬件加速器包括功能数据主通道和共享数据辅通道，具体地，如图7所示，所述控制单元控制所述至少一个硬件加速器运行包括：

步骤701：第一硬件加速器进行数据处理得到中间数据处理结果和/或最终数据处理结果；

步骤702：第一硬件加速器基于所述控制单元的控制选择所述功能数据主通道输出最终数据处理结果和/或选择共享数据辅通道向第二硬件加速器输出中间数据处理结果。

不同硬件加速器之间的共享数据辅通道直接连接或通过所述多通道连通器连接。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明的一个实施例至少具有如下优点：

本发明实施例提供的增强型处理器，系统结构优化，采用至少一个硬件加速器，在控制单元的控制下能够有效协同应用处理器(AP)进行合理分工，提升原本效率低下的功能应用。

本发明实施例提供的增强型处理器，可对多路摄像头，触摸屏和多Sensor的输入及音频的整体管理，极大的提升AP空闲时间，降低功耗，也利于平台整体节电策略。

本发明实施例提供的增强型处理器，采用独立并行的硬件引擎设计，将超大数据量和复杂的算法的图像，语音及手势识别等功能应用，进行专用模块设计，效率高，同时也极大减轻原本对AP性能的盲目需求；

基于本发明实施例提供的增强型处理器实现的手机平台方案，整体方案更加合理优化，同时还强化用户如3D拍照摄像，语音，图像及手势识别等特色功能应用，符合用户的主流需求，相比AP的频繁升级换代，其性价比更高。

本领域的技术人员应该明白，上述的本申请实施例所提供的装置和/或系统的各组成部分，以及方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上。可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现。从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

本发明实施例中所描述的各种单元、模块仅是根据其功能进行划分的一种示例，可理解地，在系统/装置/设备实现相同功能的情况下，本领域技术人员可给出一种或多种其他功能划分方式，在具体应用时可将其中任意一个或多个功能模块采用一个功能实体装置或单元实现，不可否认地，以上变换方式均在本申请保护范围之内。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种增强型处理器，应用于电子设备，其特征在于，所述增强型处理器包括：

控制单元，用于根据当前启动的应用或业务判断是否需要启用硬件加速器，并在判断需要启用时，控制所述至少一个硬件加速器运行；

至少一个硬件加速器，用于实现特定应用数据的数据处理。

2.如权利要求1所述的增强型处理器，其特征在于：所述硬件加速器的数量大于或等于2，不同硬件加速器实现不同应用数据的数据处理，所述控制单元还用于在判断需要启用硬件加速器时，根据当前启动的应用或业务确定要启用的硬件加速器。

3.如权利要求1或2所述的增强型处理器，其特征在于：所述增强型处理器还包括多管道连通器，与控制单元和硬件加速器连接，用于提供至少一个传输通道；

所述控制单元选择至少一个传输通道控制所述至少一个硬件加速器运行。

4.如权利要求3所述的增强型处理器，其特征在于：所述控制单元选择不同的传输通道并行控制不同的硬件加速器。

5.如权利要求3所述的增强型处理器，其特征在于：所述硬件加速器包括数据处理单元、选择输出单元、功能数据主通道和共享数据辅通道；所述数据处理单元用于进行数据处理得到中间数据处理结果和/或最终数据处理结果，所述选择输出单元用于基于控制单元的控制选择功能数据主通道输出最终数据处理结果，以及选择共享数据辅通道输出中间数据处理结果。

6.如权利要求5所述的增强型处理器，其特征在于：不同硬件加速器之间的共享数据辅通道直接连接或通过所述多通道连通器连接。

7.如权利要求1所述的增强型处理器，其特征在于：所述应用数据是图像数据、语音识别数据或手势识别数据。

8.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括如权利要求1至7中任一项所述的增强型处理器和应用处理器。

9.一种信息处理方法，应用于电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少一个用于实现特定应用数据的数据处理的硬件加速器和控制单元，该方法包括：

控制单元根据当前启动的应用或业务判断是否需要启用硬件加速器；

在判断需要启用时，所述控制单元控制所述至少一个硬件加速器运行。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述硬件加速器的数量大于或等于2，不同硬件加速器实现不同应用数据的数据处理，控制所述至少一个硬件加速器运行前，该方法还包括所述控制单元根据当前启动的应用或业务确定要启用的硬件加速器。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于：所述增强型处理器还包括用于提供至少一个传输通道的多管道连通器，所述多管道连通器与控制单元和硬件加速器连接；

所述控制单元选择至少一个传输通道控制所述至少一个硬件加速器运行。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述控制单元选择不同的传输通道并行控制不同的硬件加速器。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述硬件加速器包括功能数据主通道和共享数据辅通道，所述控制单元控制所述至少一个硬件加速器运行包括：

第一硬件加速器进行数据处理得到中间数据处理结果和/或最终数据处理结果；

第一硬件加速器基于所述控制单元的控制选择所述功能数据主通道输出最终数据处理结果和/或选择共享数据辅通道向第二硬件加速器输出中间数据处理结果。

14.如权利要求9所述的方法，其特征在于：不同硬件加速器之间的共享数据辅通道直接连接或通过所述多通道连通器连接。