CN110248238B - 有限存储器频宽系统及其动态限制存储器频宽的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有限存储器频宽系统及其动态限制存储器频宽的方法。该动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，适用于一有限存储器频宽系统。有限存储器频宽系统包括一影音解码器与一图形处理器。此方法包括：检测影音解码器解码一影音文件的多个帧的多个解码时间，以及根据多个帧的解码时间与目标时间调整图形处理器的存储器频宽许可上限。因此，在存储器频宽总量受限的情况下，通过相应影音解码器的效能限制图形处理器的存储器频宽，以便在影音播放过程中，能避免影响影音播放效果且同时提供较佳的图形用户界面。

Description

有限存储器频宽系统及其动态限制存储器频宽的方法

技术领域

本发明是关于一种在有限存储器频宽系统下的存储器频宽分配技术，特别是一种有限存储器频宽系统及其动态限制图形处理器的存储器频宽的方法。

背景技术

现今，系统单晶片(system on chip，SoC)广泛应用在电视、机上盒(setup box，STB)、智慧电视盒(over the top box，ott box)、个人电脑(personal computer，PC)、移动电话(mobile phone)、平板电脑(tablet PC)、影音播放器(DVD player)等各种电子装置。

系统单晶片具有影音解码功能及视控调整功能(on screen display，OSD)。在系统单晶片上，视控调整功能是由图形处理器(graphics processing unit，GPU)执行。并且，影音解码器解码影音所需的存储器频宽会随着影音内容的大小而改变。而图形处理器处理视控调整功能所需的存储器频宽亦不固定。但系统单晶片的存储器总频宽有限，因此于影音解码器所需的存储器频宽与图形处理器所需的存储器频宽均大时，影音解码器与图形处理器的效能会下降。

发明内容

相较于视控调整功能，影音解码功能直接影响影音播放的流畅度，攸关使用者的视听体验，因此当存储器频宽不足时，必需优先维持影音解码器的效能。为达成此功能，本发明在一实施例中披露一种动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，适用于一有限存储器频宽系统。有限存储器频宽系统包括一影音解码器与一图形处理器。此方法包括：检测影音解码器解码一影音文件的多个帧的多个解码时间、以及根据多个帧的多个解码时间与一目标时间调整图形处理器的存储器频宽许可上限。

本发明在另一实施例中披露一种有限存储器频宽系统，包括：一总线、一图形处理器、一影音解码器、一存储器控制器以及一中央处理器。图形处理器、影音解码器、存储器控制器以及中央处理器耦接总线。于此，影音解码器经由总线依序读取并解码一影音文件的多个帧。中央处理器检测多个帧的多个解码时间并根据多个帧的多个解码时间与一目标时间调整图形处理器的存储器频宽许可上限。存储器控制器会基于此存储器频宽许可上限确认图形处理器对一存储器的存取要求。

综上所述，根据本发明的有限存储器频宽系统及其动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，能在存储器频宽总量受限的情况下，根据影音解码的效能来动态地限制图形处理器的存储器频宽，以便在影音播放过程中，维持影音播放效果。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的有限存储器频宽系统的示意图。

图2是根据本发明一实施例的动态限制图形处理器的存储器频宽的方法流程图。

图3是根据本发明另一实施例的动态限制图形处理器的存储器频宽的方法流程图。

图4是步骤S13的一实施例的细部流程图。

图5是步骤S13的另一实施例的细部流程图。

图6是步骤S13的又一实施例的细部流程图。

具体实施方式

参照图1，有限存储器频宽系统10可包括一总线110、一中央处理器120、一图形处理器130、一影音解码器140以及一存储器控制器150。中央处理器120、图形处理器130、影音解码器140与存储器控制器150分别耦接总线110，并通过总线110彼此通信(如，进行数据及/或控制信息的各种交换)。其中，有限存储器频宽系统10可例如为系统晶片(system onchip；SoC)。

在一实施例中，存储器控制器150可耦接有限存储器频宽系统10外部的一个或多个存储器20。存储器控制器150能控制有限存储器频宽系统10中的各元件(如，中央处理器120、图形处理器130、影音解码器140等)对存储器20的数据存取。举例来说，一般而言，任一元件欲对存储器20进行存取时，此元件会先发送一存取请求给存储器控制器150。存储器控制器150会依据存取请求中记载的数据频宽确认是否有足够的未使用存储器频宽。于尚有足够的未使用存储器频宽时，存储器控制器150会许可此存取请求；此时，此元件得以对存储器20进行存取。反之，于无足够的未使用存储器频宽时，存储器控制器150会拒绝此存取请求。其中，存储器20可例如为双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data ratesynchronous dynamic random-access memory，DDR SDRAM)。

在一影音文件的播放过程中，影音解码器140依序从存储器20中读出影音文件的每个帧并对读出的帧进行解码。于解码过程中，中央处理器120会检测影音解码器140解码每一帧的解码时间。换言之，中央处理器120会在影音解码器140解码每一帧时进行计时，以得到每一帧的解码时间。

并且，中央处理器120会根据既定数量的帧的多个解码时间与一目标时间调整图形处理器130的存储器频宽许可上限，即设定存储器控制器150中图形处理器130的存储器频宽许可上限。其中，既定数量为多个，且为正整数。于此，既定数量是相关于存储器20提供的缓冲空间能储存帧的张数。其中，既定数量可例如为5(即5个帧)、10(即10个帧)或20(即20个帧)。在一实施例中，中央处理器120可基于影音文件中连续的数个帧的解码时间进行图形处理器130的存储器频宽许可上限的调整。举例来说，以既定数量为10为例，于影音解码器140完成影音文件的第10个帧的解码后，中央处理器120会根据第1至10个帧的解码时间与目标时间调整图形处理器130的存储器频宽许可上限。继之，于影音解码器140完成影音文件的第11个帧的解码后，中央处理器120会根据第2至11个帧的解码时间与目标时间调整图形处理器130的存储器频宽许可上限。再继之，于影音解码器140完成影音文件的第12个帧的解码后，中央处理器120会根据第3至12个帧的解码时间与目标时间调整图形处理器130的存储器频宽许可上限。依此类推之。在另一实施例中，中央处理器120亦可是基于影音文件中不连续的数个帧的解码时间进行图形处理器130的存储器频宽许可上限的调整。

当图形处理器130发出一存取要求给存储器控制器150时，存储器控制器150会确认已许可给图形处理器130的存储器频宽的累计量加上存取要求中记载的数据频宽后是否未超过图形处理器130的存储器频宽许可上限。于未超过时，存储器控制器150才会许可图形处理器130的存取要求；反之，于超过时，存储器控制器150会拒绝图形处理器130的存取要求。

在一实施例中，于在执行根据数个帧的解码时间与目标时间调整图形处理器130的存储器频宽许可上限的步骤上，于影音解码器140完成影音文件的任一个帧的解码时，中央处理器120会计算此帧的解码时间与目标时间的时间差。继之，中央处理器120会累计既定数量的连续数个帧对目标时间的时间差以得到一累计时间，并且根据得到的累计时间与一阈值设定存储器控制器150以调整图形处理器130的存储器频宽许可上限。在本实施例中，目标时间定义为解码「单一」帧的理想解码时间，并且目标时间的设定值与影音文件的帧率相关。举例来说，假设影音文件的帧率为每秒60张，目标时间可为小于或等于1/60秒。

在一实施方式中，于影音解码器140完成影音文件的任一个帧的解码时，中央处理器120会计算目标时间减此帧的解码时间的差值以作为此帧的解码时间对目标时间的时间差。中央处理器120累计既定数量的连续数个帧对目标时间的时间差以得到一累计时间并比较得到的累计时间与阈值。当累计时间小于阈值(其表示影音解码器140的效能相对不好的)时，中央处理器120会将存储器控制器150中图形处理器130的存储器频宽许可上限设定为一第一值。反之，当累计时间大于或等于阈值(其表示影音解码器140的效能相对是好的)时，中央处理器120会将存储器控制器150中图形处理器130的存储器频宽许可上限设定为一第二值。其中，第一值小于第二值。在本实施方式中，目标时间定义为解码「单一」帧的理想解码时间。

在另一实施方式中，于影音解码器140完成影音文件的任一个帧的解码时，中央处理器120会计算此帧的解码时间减目标时间的差值以作为此帧的解码时间对目标时间的时间差。中央处理器120累计既定数量的连续数个帧对目标时间的时间差以得到一累计时间并比较得到的累计时间与阈值。当累计时间大于阈值(其表示影音解码器140的效能相对不好的)时，中央处理器120会将存储器控制器150中图形处理器130的存储器频宽许可上限设定为一第一值。反之，当累计时间小于或等于阈值(其表示影音解码器140的效能相对是好的)时，中央处理器120会将存储器控制器150中图形处理器130的存储器频宽许可上限设定为一第二值。其中，第一值小于第二值。在本实施方式中，目标时间定义为解码「单一」帧的理想解码时间。

在另一实施例中，于在执行根据数个帧的解码时间与目标时间调整图形处理器130的存储器频宽许可上限的步骤上，于影音解码器140完成影音文件的任一个帧的解码时，中央处理器120会累计既定数量的帧(此帧与其之前数个帧)的解码时间以得到一累计时间，并且比较得到的累计时间与目标时间。需注意的是，在本实施例中，目标时间定义为解码该「既定数量」的帧的理想解码时间，且此目标时间的设定值亦与影音文件的帧率相关。当得到的累计时间大于目标时间(其表示影音解码器140的效能相对不好的)时，中央处理器120会将存储器控制器150中图形处理器130的存储器频宽许可上限设定为一第一值。反之，当得到的累计时间小于或等于目标时间(其表示影音解码器140的效能相对是好的)时，中央处理器120会将存储器控制器150中图形处理器130的存储器频宽许可上限设定为一第二值。其中，第一值小于第二值。

在一些实施例中，有限存储器频宽系统10可还包括一影像信号处理器160。影像信号处理器160亦耦接总线110，并通过总线110与其他元件通信(如，进行数据及/或控制信息的各种交换)。影像信号处理器160可用以执行解码后的帧的显示。

此外，图形处理器130可用以生成图形用户界面(graphical user interface，GUI)。于图形处理器130生成图形用户界面时，影像信号处理器160还可将图形用户界面与解码后的帧结合并显示之。

在一些实施例中，有限存储器频宽系统10可还包括至少一周边控制单元170。周边控制单元170亦耦接总线110，并通过总线110与其他元件通信(如，进行数据及/或控制信息的各种交换)。

于此，各周边控制单元170可耦接有限存储器频宽系统10外部的周边装置30，并控制所耦接的周边装置30的操作。其中，周边装置30可例如为通用串行总线(universalserial bus，USB)装置、或安全数字卡(secure digital card，SD card)等。

图2为本案一实施例的动态限制图形处理器的存储器频宽的方法流程图。参阅图2，一种动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，其适用于前述的有限存储器频宽系统10。此方法包括：检测影音解码器140解码一影音文件的既定数量的帧的多个解码时间(步骤S11)；以及根据既定数量的帧的解码时间与一目标时间调整图形处理器130的存储器频宽许可上限(步骤S13)。其中，既定数量为多个，且为正整数。

在一实施例中，参照图3，步骤S13可还包括基于图形处理器130的存储器频宽许可上限确认图形处理器130对存储器20的存取要求(步骤S15)。

在一实施例中，参照图4，步骤S13包括计算目标时间减既定数量的帧中每一者的解码时间的差值以得到这些帧的解码时间分别与目标时间的时间差(步骤S131)、累计这些时间差以得到一累计时间(步骤S132)、比较累计时间与一阈值(步骤S133)、当累计时间小于阈值时，设定图形处理器130的存储器频宽许可上限为第一值(步骤S134)、以及当累计时间大于或等于阈值时，设定图形处理器130的存储器频宽许可上限为大于第一值的第二值(步骤S135)。在本实施例中，目标时间定义为解码「单一」帧的理想解码时间。

在另一实施例中，参照图5，步骤S13包括计算既定数量的帧的解码时间分别减目标时间的差值以得到这些帧的解码时间分别与目标时间的时间差(步骤S131’)、累计这些时间差以得到一累计时间(步骤S132’)、比较累计时间与阈值(步骤S133’)、当累计时间大于阈值时，设定图形处理器130的存储器频宽许可上限为第一值(步骤S134’)、以及当累计时间小于或等于阈值时，设定图形处理器130的存储器频宽许可上限为大于第一值的第二值(步骤S135’)。在本实施例中，目标时间定义为解码「单一」帧的理想解码时间。

在又一实施例中，参照图6，步骤S13包括累计既定数量的帧的解码时间以得到一累计时间(步骤S132”)、比较累计时间与目标时间(步骤S133”)、当累计时间大于目标时间时，设定图形处理器130的存储器频宽许可上限为第一值(步骤S134”)、以及当累计时间小于或等于目标时间时，设定图形处理器130的存储器频宽许可上限为大于第一值的第二值(步骤S135”)。在本实施例中，目标时间定义为解码该「既定数量」的帧的理想解码时间。

在一些实施例中，既定数量的帧可为时间连续。在另一些实施例中，既定数量的帧亦可为时间不连续。

综上所述，根据本发明的有限存储器频宽系统及其动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，能在存储器频宽总量受限的情况下，根据影音解码的效能来动态地限制图形处理器的存储器频宽，以便在影音播放过程中，能维持影音播放效果。

符号说明

10 有限存储器频宽系统 110 总线

120 中央处理器 130 图形处理器

140 影音解码器 150 存储器控制器

160 影像信号处理器 170 周边控制单元

20 存储器 30 周边装置

S11～S15 步骤

S131～S135 步骤

S131’～S135’ 步骤

S132”～S135” 步骤。

Claims (7)

1.一种动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，适用于一有限存储器频宽系统，该有限存储器频宽系统包括一影音解码器与一图形处理器，该方法包括：

检测该影音解码器解码一影音文件的多个帧的多个解码时间；以及

根据该多个帧的该多个解码时间与一目标时间调整该图形处理器的一存储器频宽许可上限，包括：

当该目标时间为解码单一帧的理想解码时间时，根据该多个解码时间分别与该目标时间的时间差的累计之和与一阈值的比较来调整该存储器频宽许可上限，或

当该目标时间为解码该多个帧的理想解码时间时，根据该多个解码时间的累计之和与该目标时间的比较来调整该存储器频宽许可上限。

2.如权利要求1所述的动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，其中该目标时间为解码单一帧的理想解码时间，调整该图形处理器的该存储器频宽许可上限的步骤包括：

计算该多个解码时间分别与该目标时间的时间差；

累计所述时间差以得到一累计时间；以及

根据该累计时间与该阈值调整该存储器频宽许可上限。

3.如权利要求2所述的动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，其中各该时间差为该目标时间减该解码时间的差值，并且根据该累计时间与该阈值调整该存储器频宽许可上限的步骤包括：

比较该累计时间与该阈值；

当该累计时间小于该阈值时，设定该存储器频宽许可上限为一第一值；以及

当该累计时间大于或等于该阈值时，设定该存储器频宽许可上限为一第二值，其中该第一值小于该第二值。

4.如权利要求2所述的动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，其中各该时间差为该解码时间减该目标时间的差值，并且根据该累计时间与该阈值调整该存储器频宽许可上限的步骤包括：

比较该累计时间与该阈值；

当该累计时间大于该阈值时，设定该存储器频宽许可上限为一第一值；以及

当该累计时间小于或等于该阈值时，设定该存储器频宽许可上限为一第二值，其中该第一值小于该第二值。

5.如权利要求1所述的动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，其中该目标时间为解码该多个帧的理想解码时间，调整该图形处理器的该存储器频宽许可上限的步骤包括：

累计该多个解码时间以得到一累计时间；

比较该累计时间与该目标时间；

当该累计时间大于该目标时间时，设定该存储器频宽许可上限为一第一值；以及

当该累计时间小于或等于该目标时间时，设定该存储器频宽许可上限为一第二值，其中该第一值小于该第二值。

6.如权利要求1所述的动态限制图形处理器的存储器频宽的方法，还包括：

基于该存储器频宽许可上限确认该图形处理器对一存储器的一存取要求。

7.一种有限存储器频宽系统，包括：

一总线；

一图形处理器，耦接该总线；

一影音解码器，耦接该总线，经由该总线依序读取并解码一影音文件的多个帧；

一存储器控制器，耦接该总线，基于一存储器频宽许可上限确认该图形处理器对一存储器的存取要求；以及

一中央处理器，耦接该总线，检测该多个帧的多个解码时间并根据该多个帧的该多个解码时间与一目标时间调整该图形处理器的该存储器频宽许可上限

其中，根据该多个帧的该多个解码时间与该目标时间调整该图形处理器的该存储器频宽许可上限包括：

当该目标时间为解码单一帧的理想解码时间时，根据该多个解码时间分别与该目标时间的时间差的累计之和与一阈值的比较来调整该存储器频宽许可上限，或

当该目标时间为解码该多个帧的理想解码时间时，根据该多个解码时间的累计之和与该目标时间的比较来调整该存储器频宽许可上限。

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