CN1188581A - 存储器管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种将数据存入存储装置和从存储装置读出的存储器管理方法。该存储器管理方法的特点在于,如此来进行数据存入存储装置,在此每次最后从存储装置读出的数据被应存入的数据所重写。该方法的应用使以下情况成为可能,将顺序地输送的图象数据转化成为一种对进行隔行扫描方法合适的顺序的转换单元,用一个存储器就够了,而其存储容量是被降低至一个最小值的。

Description

存储器管理方法

本发明涉及一种按权利要求1前序部分的存储器管理方法。

一种用在往存储装置中存储和从存储装置中读出数据的这类方法，可以到处应用在使用存储装置存储数据的地方。

然而采用这种方式的有利地工作的方法，尤其在需要经常存入和读出大数据量的场合是重要的。

例如这在图像处理系统、视频系统等等上就是这种情况，也就是尤其当一种图像数据输出单元将在图像显示单元上要显示的，例如视频数据那样的图象数据，以一种顺序输出时是如此，该顺序不同于图象显示单元为了按规定的显示必须获得的所提供的顺序。

例如，当图象数据输出单元依次输出要显示图象的全部数据，和图象显示单元却需要以一种适合于进行隔行扫描方法的顺序的数据时，则是这种情况。

一种按ISO/IEC标准13818-2的MPEG-2视频译码系统，可被提及为具体应用在权利要求1前序部分中所述方式的有利地工作的方法的可能性。

为了将由图像数据输出单元输出的数据转换成一种对于进行隔行扫描方法合适的顺序，必须设置一种转换单元。

为了更好地理解已知转换单元的构造和功能，和为了更好地理解用于运行该类转换单元的按本发明的方法，首先深入讨论几项起始条件，在以下的论述中是从这些起始条件出发的。

假设，图象数据输出单元以有规律的时间间隔，输出每次一行的例如象视频数据的图象数据，在此情况下输出行的顺序严格地依次从应显示图象的上端延伸至下端，并且该顺序由此不符合对隔行扫描方法合适的顺序。

此外假设，以适合于隔行扫描方法的顺序向图象显示单元输送应显示的数据，在此以如同由图象数据输出单元所输出的行的同一的时间间隔输送应显示的行。

当谈及一种适合于隔行扫描方法的顺序时，则以此指的是一种顺序，以此顺序下图象的所有偶数行组与该图象的所有奇数行组是不互相交错的，而在时间上是依次被传输的。在此偶数行组提供第一半图象，而奇数行组提供第二半图象，在此半图象中的每一种自然地只包含由图象数据输出单元对每种应显示图象所输出的行的一半。通过叠加配套的半图象人们在图象显示单元上获得由图象数据输出单元最终应输出的全图象；在图象显示单元上对每种全图象显示两种半图象；如果全图象的频率例如为25Hz，则半图象频率为50Hz。

用于将由图象数据输出单元输出的数据转换成对图象显示单元适合的数据的转换单元，其最简单的已知实施形式，包含两个数字式存储器，其中的每一个都具有足够用于存储完整的应显示图象数据的存储容量，也就是说存储一个全图象数据的存储容量。

该转换单元是这样运行的，由图象数据输出单元瞬时输出的、对显示下一图象所需的数据被存储到一个存储器之中，而在相同时间，从另外的存储器中为正要显示的图象而应准备的半图象数据以相应的顺序被读出。

如果人们采用这样一种用于按PAL标准展示一个全图象的方法，则两个备用的数字式存储器中的每一个必须具有4.75 Mbit存储容量。如此大的存储容量造成高额费用与大的设备。

因此本发明的任务在于，这样来进一步发展按权利要求1前序部分的存储器管理方法，以使得转换单元以一种具有比较小的存储容量的存储器就够用了。

该任务按本发明通过在权利要求1的特征部分中所要求的特点来解决。按此设计了，如此将数据存入存存储装置中，使得在此种情况下每次从存储装置最后读出的数据，通过要存入的数据来重写。

最后读出的数据在其读出后自动地立即由新的应存入存储装置的数据重写，用此方法始终最佳地利用存储装置的存储容量，因为用这种方式该存储装置任何时候不会被已经提取的和因此而不再需要的数据阻塞。

以此创立了一种方法，它使得有可能采用一种具有比较小的存储容量的转换单元。

每次交替进行的已存储数据读出和新数据的存入，也就是说，在一种配套的应存入存储装置的数据总量完全被存储之前，在按本发明的存储器管理方式的情况下，已经可以开始数据的读出，这一事实导致已经可以比较早地开始数据的进一步处理或显示。

此外，依次的读出和写入的取存，每次在同一个存储区域上进行的事实，促成在安置各自的读出和写入地址时较小的花费。

本发明的有利的进一步发展是从属权利要求的内容。

以下借助实施例利用附图来详细说明本发明。

该图展示按本发明的存储器管理方法的框图。

以下说明的按本发明的存储器管理方法用于将数据，尤其是已由图象数据输出单元输出的视频数据，转换成对进行隔行扫描方法适合的顺序。

虽然本发明是针对该完全具体的应用情况来说明的，它仍然不受此限，而是也可到处用于需要相同的或类似的数据转换的场合。

与开始时介绍的转换单元相反，用于实现按本发明方法的数据转换单元可以只要一种单一的存储装置(优先以数字式存储器的形式)就够了，在此该存储装置必须具有仅一半全图象的存储容量。

出于明了起见，在以下的说明中的出发点为，一种包括16行的全图象，以隔行扫描方法应被展示在一种如同监视器或类似的图象显示单元上。这就是说，在本实施例中转换单元具有一种拥有8行数据存储容量的存储器。

如果将存储一行数据的存储区域称为存储单元，则该存储器具有8个存储单元。

一种这样小的存储器容量通过下述按本发明的存储器管理方法成为可能。

在该存储器管理方法的流程开始时，所要展示全图象的第一批八行数据被存入转换单元的存储器，也就是第零行的数据存入第零个存储单元，第一行的数据存入第一个存储单元，第二行的数据存入第二个存储单元，第三行数据存入第三个存储单元，第四行的数据存入第四个存储单元，第五行的数据存入第五个存储单元，第六行的数据存入第六个存储单元和第七行的数据存入第七个存储单元。

在这些结束以后，开始所存储数据的读出，可是在此情况下与此平行地也继续进行新数据的存入。

借助于下列表1说明在此情况下发生的过程。表1

	M0	M1	M2	M3	M4	M5	M6	M7
									T1	R0/W8
T2			R2/W9
									T3					R4/W10
T4							R6/W11
									T5	R8/W12
T6					R1O/W13
									T7	R12/W14
T8	R14/W15
									T9		R1/W0
T10				R3/W1
									T11						R5/W2
T12								R7/W3
									T13			R9/W4
T14							R11/W5
									T15					R13/W6
T16	R15/W7

在此表中以M0，M1，…M7表示存储单元，其中开始时已存入全图象的第一批八行，也就是以M0表示第零个存储单元，以M1表示第一个存储单元，以M2表示第二个存储单元，以M3表示第三个存储单元，以M4表示第四个存储单元，以M5表示第五个存储单元，以M6表示第六个存储单元和以M7表示第七个存储单元。

以T1，T2，…T16表示在相应的行中进行所规定的，在存储单元M0至M7上操作的时间点。时间点T1至T16为时间上一个接一个的时间点。

于各自时间点T1至T16上，在各自存储单元M0至M7上所进行的操作，在表1中以R_x和W_y来表示，在此R_x规定，全图象的第x行被读出，和在此W_y规定，全图象的第y行被存入。

因此例如在表1的T1行和M0列中的标注R0/W8表明，于时间点T1从存储单元M0读出全图象的第零行和紧接着将全图象的第八行存入存储单元M0。

从存储单元M0可以读全图象的第零行，因为如同前面所述，该行开始时在那里已存入。该第零行在它读出后由全图象的第八行重写，因为该第八行是于时间点T1从图象数据输出单元输出的行(全图象的1至7行如同前面已述的那样，已在开始时由图象数据输出单元输出和被存入存储器)。

在时间点T2至T4时存储单元M0包含着全图象第八行的数据。

在时间点T5时全图象的第八行被从存储单元M0读出和该数据被全图象第十二行的数据重写。

如果人们在表1中跟踪读出和写入过程的时间次序，则可发现，它们在时间上是如此分成阶段的，在一个当时的时间点T1…T16上各自只进行一个读出过程和一个存入过程。

如果人们在表1中观察全图象的，在一个接一个的时间点上被读出的行的数码，则可发现，在时间点T1至T8上全图象的所有侧数行以上升顺序从存储器中读出(行0，2，4，6，8，10，12和14)，而在时间点T9至T16上以上升的顺序从存储器中读出全图象的所有的奇数行(行1，3，5，7，9，11，13和15)。

在时间点T1至T8时也就是进行第一半图象的读出，在时间点T9至T16时却进行第二半图象的读出。

随着一行数据的读出或者紧随其后，用以后应显示的行的新数据重写已读的数据。

如果人们在表1中跟踪在一个接一个的时间点上存入的行的数码，则发现，在一个接一个的时间点上应显示全图象的各自直接一个接一个的行被写入存储装置，在此情况下当全图象的最末行已被写入存储装置时，则继续进行作为下一个应显示全图象的第一行的存入。

通过将一个新行的数据存入一个其数据在此之前刚刚已被读出的存储单元，保证了还需要的数据不被该存入重写。

另一方面，通过数据存入和从存储装置读出数据在时间上的流程控制，以及通过已优化的存储装置的大小保证了，虽然存储容量很小，而应读出的行始终已被存入其中。

由于数据写入存储装置或从存储装置读出的按本发明的方式，介于当时的全图象的行数码和存储单元之间的从属关系不断地改变，在这些存储单元中有关的行的数据是被存储着的或者应被存入的。

借助于表1可以理解此事：当直接在时间点T1之前全图象的行0至7以顺序0，1，2，3，4，5，6和7已是被存储在存储单元M0至M7中的，而在下一个全图象显示循环的开始时，这就是说紧接着时间点T16之后下一个全图象的行0至7以顺序7，0，4，1，6，2，5，3是被存储在存储单元M0至M7里的。

为了使得能够在每个时间点上可推断一个应读出的行是被存储在哪个存储单元里的，一种表格持续地被管理和更新。

一种这样的表格是以下所示的表2。

表2

	T0	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8	T9	T10	T11	T12	T13	T14	T15	T16
																		Z0	M0	-	-	-	-	-	-	-	-	M1	M1	M1	M1	M1	M1	M1	M1
Z1	M1	M1	M1	M1	M1	M1	M1	M1	M1	-	M3	M3	M3	M3	M3	M3	M3
																		Z2	M2	M2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	M5	M5	M5	M5	M5	M5
Z3	M3	M3	M3	M3	M3	M3	M3	M3	M3	M3	-	-	M7	M7	M7	M7	M7
																		Z4	M4	M4	M4	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	M2	M2	M2	M2
Z5	M5	M5	M5	M5	M5	M5	M5	M5	M5	M5	M5	-	-	-	M6	M6	M6
																		Z6	M6	M6	M6	M6	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	M4	M4
Z7	M7	M7	M7	M7	M7	M7	M7	M7	M7	M7	M7	M7	-	-	-	-	M0
																		Z8	-	M0	M0	M0	M0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Z9	-	-	M2	M2	M2	M2	M2	M2	M2	M2	M2	M2	M2	-	-	-	-
																		Z10	-	-	-	M4	M4	M4	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Z11	-	-	-	-	M6	M6	M6	M6	M6	M6	M6	M6	M6	M6	-	-	-
																		Z12	-	-	-	-	-	M0	M0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Z13	-	-	-	-	-	-	M4	M4	M4	M4	M4	M4	M4	M4	M4	-	-
																		Z14	-	-	-	-	-	-	-	M0	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Z15	-	-	-	-	-	-	-	-	M0	M0	M0	M0	M0	M0	M0	M0	-

在表2中以Z0，Z1，…Z15表示一个全图象的行。

全图象的各自的行存储在其中的存储单元是如同在表1中那样以M0至M7表示的；符号“-”在表2中规定，于各自时间点上的有关行已正被读出或当前是没有被存储在存储装置里的。

以T0，T1，…，T16又标记各自的依次挨着的时间点。各自的时间点相应于表1中所标明的时间点，在此在表2中标明的，介于全图象的行的数码和有关行存储在其中的存储单元之间的从属关系，相应于在规定时间点上进行的读出和将数据存入存储装置之后的状态。

借助于表2现在可以推断，在一个当时的时间点上，一个全图象的一定的行是被存储在哪个存储单元里的，在后面应借助于一个实例阐明此点。

如同从表2中可以看出的那样，在时间点T0上全图象的行0至7是被存储在存储单元M0至M7中的(如同前面已经提到的那样，这些行开始时以此顺序曾在那里被存入)。

如同从表1中可看出的和在其说明中已解释的那样，在时间点T1上全图象的行0从存储单元M0中被读出和该被读出的数据通过全图象的行8的数据重写。此点在表2中的特征在于在表行Z0中于时间点T1上出现一种例如象“-”的特殊符号，这意味着，全图象的行0的数据在存储装置中于相应的时间点上不再可供使用，并且在表行Z8中于时间点T1上出现说明“M0”，这意味着在存储单元M0中从此以后全图象行8的数据是被存储的。

在表2中可以跟踪所有在表1中于各自的时间点上规定的读出和存入的操作。

于时间点T16上(作为下一种应表示的)全图象的行0至7是被存储在存储单元M1，M3，M5，M7，M2，M6，M4和M0里的。这意味着，与表1中的表示相吻合，存储单元M0至M7于时间点T16上按照表2是用行7，0，4，7，6，2，5，3占据。

该表使得有可能在每种任意的时间点上推断应进行读出和存入行动的存储单元。

现在借助于附图说明按本发明方法的流程。

按照附图该方法的流程以初始化开始。在初始化阶段确定不同的起步条件。详细地在此进行以下的赋值。

第n个存储单元←全图象的第n行

表2[n]＝n

写入指示字＝N

读出指示字＝0在此n＝0，1，…，N-1，以及在此N是每个半图象的行数。

该写入指示字给出全图象行的数码，该行应作为下一行被存入存储装置。

该读出指示字给出全图象行的数码，该行应作为下一行从存储装置被读出。

接在初始化之后的是重复交替地从存储装置中读出存储的数据，和通过新的数据重写被读出的数据。

为此目的重复地进行各步骤：推断存储单元，从存储器读出，写入存储器和表格与指示字的更新。

在推断存储单元的情况下，推断在读出和写入数据时应对哪个存储单元采取行动，以便从存储装置中读出通过读出指示字规定的哪个全图象的行。该当时的读写存储单元从下面的操作中产生。

    读写存储单元＝表2(读出指示字)

在从存储真器读出的情况下，则读出在事先已推断的存储单元中所存储的数据。在此涉及的是全图象的由读出指示字规定的行的数据。

在接在其后的往存储器中写入的情况下，通过新的数据重写事先已被读出的数据。

在表格和指示字更新的情况下，表2、读出指示字和写入指示字被更新。在此在细节上下列赋值被实施。

表2[读出指示字]＝例如如同“-”的特殊符号

表2[写入指示字]＝读写存储单元

读出指示字＝读出指示字+2

如果(读出指示字＝2N)

→读出指示字＝(读出指示字+1)模数2N

如果(读出指示字＞2N)

→读出指示字＝(读出指示字-1)模数2N

写入指示字＝(写入指示字+1)模数2N

在更新之后，流程重新分支到存储单元的推断和重复该步骤，与紧随其后的步骤这么多次，直到图象显示应被结束时为止。

在一种存在着以包含彩色信息和亮度信息的视频数据形式的图象数据的系统中，按本发明的存储器管理方法基本上既能应用于彩色数据也能应用于亮度数据。

如果，如同局部地所考虑的那样，彩色信息是仅以亮度信息的一半的垂直分辨率被予先考虑的话，则存在着一种例外。在这种情况下，用于两个半图象的该同一种彩色信息必须是可供使用的，以致于按本发明的存储器管理方法不能或仅以变化了的形式可应用于彩色数据。

按照本发明的存储器管理方法是不受此影响继续无变化地可应用于亮度数据的，由于该事实，为转换单元而应准备的存储器的存储容量在该情况下本身可以被降至一个很低的值(为存储一个全图象所要求的存储容量的2/3)。

前述方法的应用使以下情况成为可能，将顺序地输送的图象数据转化成为一种对进行隔行扫描方法合适顺序的转换单元用一种存储器就够了，其存储容量在任何情况下比用于存储一个全图象所要求的存储容量明显小的多。

Claims (8)

1.用于将数据存入一种存储装置和从一种存储装置读出的存储器管理方法，

其特征在于，

数据存入存储装置中是如此地进行的，在此每次最后从存储装置中读取的数据被应存入的数据重写。

2.按权利要求1的存储器管理方法，

其特征在于，

该方法是可应用于将在图象显示单元上应显示图象的、由图象数据输出单元顺序地输出的数据转换成一种对进行隔行扫描方法合适的顺序。

3.按权利要求1或2的存储器管理方法，

其特征在于，

以包的方式进行将数据存入存储装置和将数据从存储装置读出。

4.按权利要求3的存储器管理方法，

其特征在于，

交替地进行将一个数据包存入存储装置和从存储装置读出一个数据包。

5.按权利要求3或4的存储器管理方法，

其特征在于，

一个应存入存储装置的或从存储装置应读出的数据包，各自包含在图象显示单元上应表示图象的一行的数据。

6.按前面的权利要求中之一的存储器管理方法，

其特征在于，

应存入的或应读出的数据是视频数据。

7.按权利要求6的存储器管理方法，

其特征在于，

视频数据包含彩色数据和亮度数据。

8.按权利要求5的存储器管理方法，

其特征在于，

一种按隔行扫描方法工作的监视器被用作为图象显示单元。