CN1929603A - H.264整数变换加速的装置 - Google Patents

Abstract

一种H.264整数变换加速的装置，包括与数据总线连接的数据存储器，还包括：矢量运算工作寄存器组，用于接收数据存储器的原始数据，该原始数据为矢量数据：4×4输入矩阵；以及累加寄存器组的中间数据；每个矢量运算工作寄存器R_i由4个标量运算工作寄存器R_i0、R_i1、R_i2、R_i3组成；包括六级运算的8路矢量数据通路，用于根据操作数执行4×4矩阵行数据的运算操作；累加寄存器组，用于存储R_i变换加速的中间数据；控制器，用于对8路矢量数据通路进行操作数赋值，指定8路矢量数据通路的选择信号；以及控制数据存储器的读写操作。本发明H.264整数变换加速的装置硬件上可以与其他软件共享，在单指令多数据体系上扩展增强，采用高效指令加快整数变换速度。

Description

H.264整数变换加速的装置

(一)技术领域

本发明涉及一种H.264整数变换加速的装置。

(二)背景技术

以前的视频编解码标准，如MPEG2，MPEG4等一般采用8×8点离散余弦变换(DCT)进行变换编码。最新的视频编解码标准H.264采用4×4点整数变换，包括整数余弦变换、整数反余弦变换和整数哈德曼变换。尽管，从单个块的计算复杂度看，H.264的4×4点整数变换与8×8点离散余弦变换(DCT)相比，运算量减少了很多，但是在H.264标准中，参与整数变换的块的个数非常多，所以在同样的帧大小的视频图像下，累计的整数变换运算量却远远高于8×8点离散余弦变换(DCT)的运算量。所以，要实现视频编解码标准H.264的实时编解码，必需加速H.264整数变换。

采用通用处理器进行H.264整数变换，虽然可以共享硬件，但是变换速度慢，水平变换和垂直变换都需要64个时钟周期。采用专用集成电路的方法可以很好的加速H.264整数变换，但其电路结构一般专用，设备昂贵，不具备可编程性和硬件可扩展性，只能适用于一种编码标准。而单指令多数据(SIMD)处理器，可以利用矢量操作在一定的程度上加速H.264整数变换，虽然加速速度比专用集成电路的方法慢，但是硬件可以共享，不需要投入昂贵的设备成本，通过软件编程，整数变换速度上大大优于采用通用处理器的方法。

一般的单指令多数据(SIMD)处理器在水平变换或垂直变换时，要对输入矩阵进行行列转换，加速效果不是很理想，本发明提出了一个在单指令多数据(SIMD)体系上，扩展增强的方法，采用高效的专用指令来加速H.264整数变换，可以共享硬件，软件上也十分灵活。

(三)发明内容

为了克服已有技术中H.264整数变换装置不能同时具备硬件的可扩展性和变换的快速性的不足，本发明提供一种硬件上可以与其他软件共享、整数变换快速的H.264整数变换加速的装置。

本发明的技术方案是：

一种H.264整数变换加速的装置，包括与数据总线连接的数据存储器，还包括：

矢量运算工作寄存器组，用于接收数据存储器的原始数据，该原始数据为矢量数据：4×4输入矩阵；以及累加寄存器组的中间数据；

每个矢量运算工作寄存器R_i由4个标量运算工作寄存器R_i0、R_i1、R_i2、R_i3组成，矢量运算工作寄存器R_i用于存储4×4矩阵的第i行数据或累加寄存器组输出的第i行新数据。

8路矢量数据通路，用于根据操作数执行4×4矩阵行数据的运算操作；

所述的8路矢量数据通路流程包括六级运算：

第一级为8个二选一的选择器，用于选择从累加寄存器组还是从矢量运算工作寄存器组进行输入，同时执行4×4矩阵的2行数据的8个变量；

第二级为8个八选一的选择器，用于选择执行2个变量之间的操作；

在水平变换模式下，根据操作数选择执行4×4矩阵第i行数据之间的标量运算，同时执行4×4矩阵的2行数据的运算；

在垂直变换模式下，根据操作数选择执行4×4矩阵行数据之间的矢量运算；

第三级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否乘以2；

第四级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否乘以1/2；

第五级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否取反；

第六级为8个加法器，用于执行加法操作，计算结果输出到累加寄存器组。

累加寄存器组，包括ACC[0]-ACC[7]一共8个累加寄存器，用于存储R_i变换加速的中间数据；其中四个累加寄存器组成矢量寄存器VACC[0]，另外四个累加寄存器组成矢量寄存器VACC[1]。

控制器，用于对8路矢量数据通路进行操作数赋值，指定8路矢量数据通路的选择信号；以及控制数据存储器的读写操作；

在水平变换模式下，控制器产生操作数信息，并控制数据存储器的读操作，执行4×4矩阵中每行的两个数据的两次标量运算，同时另两个数据进行两次标量运算，将计算结果暂存于矢量寄存器；

控制器再次产生操作数信息，执行矢量寄存器VACC[0]和VACC[1]中的四个累加寄存器中两个数据的两次标量运算，同时另两个数据进行两次标量运算，并将结果保存到矢量运算工作寄存器组；

对每个4×4矩阵数据进行先后两次操作。

在垂直变换模式下，控制器产生操作数信息，执行4×4矩阵2行数据之间的矢量运算，运算结果暂存到矢量寄存器VACC[0]，执行4×4矩阵另2行数据之间的矢量运算，计算结果暂存于矢量寄存器VACC[1]；

控制器再次产生操作数信息，执行VACC[0]与VACC[1]之间的矢量运算，并将结果从累加寄存器组保存到矢量运算工作寄存器组；

对每个4×4矩阵数据进行先后两次操作。

H.264变换加速优选如下方案，采用整数余弦变换加速：

所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i3}\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n=R_{i1}-R_{i2}\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n=R_{i2}+R_{i1}\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n=-R_{i3}+R_{i0}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_{n+1}=2{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_{n+1}=-{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_{n+1}=-2{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中。

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)分别在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁+R₄

                        VACC[1]_n＝R₂+R₃

(2)在一个时钟周期中计算：

                VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                VACC[1]_N+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R7中；

对另两行数据操作：

(4)分别在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁-R₄

                        VACC[1]_n＝R₂-R₃

(5)在一个时钟周期中计算：

                VACC[0]_n+1＝2VACC[0]_n+VACC[1]_n

                VACC[1]_n+1＝-2VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R8中；

十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

H.264变换加速优选如下方案，采用整数反余弦变换加速：

所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i2}\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n=\frac{1}{2}{R}_{i1}-R_{i3}\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n={-R}_{i2}+R_{i0}\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n=\frac{1}{2}{R}_{i3}+R_{i1}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_{n+1}=2{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n-{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_{n+1}=-{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；

与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行的运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中。

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁+R₃

$\mathrm{VACC}{\left[1\right]}_n=R_2+\frac{1}{2}{R}_4$

(2)在一个时钟周期中计算：

                VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R8中；

对另两行数据操作：

(4)分别在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]＝R₁-R₃

$\mathrm{VACC}\left[1\right]=\frac{1}{2}{R}_2-R_4$

(5)在一个时钟周期中计算：

                VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R7中；

十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

H.264变换加速优选如下方案，采用整数哈德曼变换加速：

所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i3}\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n=R_{i1}-R_{i2}\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n=R_{i2}+R_{i1}\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n=-R_{i3}+R_{i0}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_{n+1}=2{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_{n+1}=-{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n-{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；

与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中。

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁+R₃

                        VACC[1]_n＝R₂+R₄

(2)在一个时钟周期中计算：

                    VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                    VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R8中；

对另两行数据操作：

(4)在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁-R₃

                        VACC[1]_n＝R₂-R₄

(5)在一个时钟周期中计算：

                VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R7中；

十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

本发明工作原理：在水平变换模式下，控制器产生操作数信息，对8路矢量数据通路进行操作数赋值，指定8路矢量数据通路的选择信号，并控制数据存储器的读操作，将待加速的4×4矩阵数据存储到矢量运算工作寄存器组，8路矢量数据通路的其中4路根据操作数执行4×4矩阵中一行的两个数据的两次标量运算，同时，一行的另两个数据进行两次标量运算，另4路同时执行4×4矩阵的另一行计算，将计算结果暂存于矢量寄存器；

控制器再次产生操作数信息，8路矢量数据通路根据操作数执行矢量寄存器VACC[0]和VACC[1]中的四个累加寄存器中两个数据的两次标量运算，同时另两个数据进行两次标量运算，并将结果保存到矢量运算工作寄存器组，完成4×4矩阵中的两行水平变换；

对4×4矩阵数据再进行一次操作，完成4×4矩阵的水平变换。

在垂直变换模式下，控制器产生操作数信息，对8路矢量数据通路进行操作数赋值，指定8路矢量数据通路的选择信号，8路矢量数据通路执行4×4矩阵2行数据之间的矢量运算，运算结果暂存到矢量寄存器VACC[0]，8路矢量数据通路执行4×4矩阵另2行数据之间的矢量运算，计算结果暂存于矢量寄存器VACC[1]；

控制器再次产生操作数信息，，8路矢量数据通路根据操作数执行VACC[0]与VACC[1]之间的矢量运算，并将结果从累加寄存器组保存到矢量运算工作寄存器组，完成4×4矩阵中的两行垂直变换；

对4×4矩阵数据再进行一次操作，完成4×4矩阵的垂直变换。

本发明的有益效果主要表现在：在单指令多数据体系上扩展增强，采用高效指令加快整数变换速度。

(四)附图说明

图1是阐述本发明H.264整数变换加速装置的总体方框图；

图2是阐述H.264整数变换加速装置的具体方框图；

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

                               实施例一

参见附图：一种H.264整数变换加速的装置，包括与数据总线连接的数据存储器，还包括：

矢量运算工作寄存器组，用于接收数据存储器的原始数据，该原始数据为矢量数据：4×4输入矩阵；以及累加寄存器组的中间数据；

每个矢量运算工作寄存器R_i由4个标量运算工作寄存器R_i0、R_i1、R_i2、R_i3组成，矢量运算工作寄存器R_i用于存储4×4矩阵的第i行数据或累加寄存器组输出的第i行新数据。

8路矢量数据通路，用于根据操作数执行4×4矩阵行数据的运算操作；

所述的8路矢量数据通路流程包括六级运算：

第一级为8个二选一的选择器，用于选择从累加寄存器组还是从矢量运算工作寄存器组进行输入，同时执行4×4矩阵的2行数据的8个变量；

第二级为8个八选一的选择器，用于选择执行2个变量之间的操作；

在水平变换模式下，根据操作数选择执行4×4矩阵第i行数据之间的标量运算，同时执行4×4矩阵的2行数据的运算；

在垂直变换模式下，根据操作数选择执行4×4矩阵行数据之间的矢量运算；

第三级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否乘以2；

第四级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否乘以1/2；

第五级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否取反；

第六级为8个加法器，用于执行加法操作，计算结果输出到累加寄存器组。

累加寄存器组，包括ACC[0]-ACC[7]一共8个累加寄存器，用于存储R_i变换加速的中间数据；其中四个累加寄存器组成矢量寄存器VACC[0]，另外四个累加寄存器组成矢量寄存器VACC[1]。

控制器，用于对8路矢量数据通路进行操作数赋值，指定8路矢量数据通路的选择信号；以及控制数据存储器的读写操作；

在水平变换模式下，控制器产生操作数信息，并控制数据存储器的读操作，执行4×4矩阵中每行的两个数据的两次标量运算，同时另两个数据进行两次标量运算，将计算结果暂存于矢量寄存器；

控制器再次产生操作数信息，执行矢量寄存器VACC[0]和VACC[1]中的四个累加寄存器中两个数据的两次标量运算，同时另两个数据进行两次标量运算，并将结果保存到矢量运算工作寄存器组；

对每个4×4矩阵数据进行先后两次操作。

在垂直变换模式下，控制器产生操作数信息，执行4×4矩阵2行数据之间的矢量运算，运算结果暂存到矢量寄存器VACC[0]，执行4×4矩阵另2行数据之间的矢量运算，计算结果暂存于矢量寄存器VACC[1]；

控制器再次产生操作数信息，执行VACC[0]与VACC[1]之间的矢量运算，并将结果从累加寄存器组保存到矢量运算工作寄存器组；

对每个4×4矩阵数据进行先后两次操作。

图1是阐述本发明H.264整数变换加速装置的总体方框图。其中，矢量运算工作寄存器组1、数据存储器4、累加寄存器组3通过总线相连进行数据的传输。而每一个矢量运算工作寄存器又可以看作是由4个并行的标量运算工作寄存器组成。8路矢量数据通路2和矢量运算工作寄存器组1通过两倍总线宽度的通道相连，从而可以一次性存取两个矢量运算工作寄存器中的数据内容。8路矢量数据通路的数据通路选择受到控制器6的控制，控制器6从程序存储器5中读取指令，转化为控制信号输出到8路矢量数据通路。

图2是阐述H.264整数变换加速装置的具体方框图。整个数据通路流程可以分为六级运算：

第一级，这一级的任务是进行输入变量的选择，选择究竟是从累加寄存器组还是从矢量运算工作寄存器组进行输入，同时执行4×4矩阵的2行数据的8个变量。这一级有8个二选一的选择器，在图2中自左至右共需要8个控制位，这里用A0～A7表示，下同。

第二级，这一级的任务选择执行2个变量之间的操作。这一级有8个八选一的选择器，在图2中自左至右共需要3×8＝24个控制位，这里用B0～B23表示，下同。

第三级，这一级的任务是对每个加法器的操作数是否进行乘以2的选择。这一级有16个二选一的选择器，在图2中自左至右共需要16个控制位，这里用C0～C15表示，下同。

第四级，这一级的任务是对每个加法器的操作数是否进行乘以1/2的选择。这一级有16个二选一的选择器，在图2中自左至右共需要16个控制位，这里用D0～D15表示，下同。

第五级，这一级的任务是对每个加法器的操作数是否进行取反的选择。这一级有16个二选一的选择器，在图2中自左至右共需要16个控制位，这里用E0～E15表示，下同。

第六级，这一级的任务是执行加法操作，并将结果输出到累加寄存器组中。

                               实施例二

H.264变换加速优选如下方案，采用H.264整数余弦变换加速：

所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)对8路矢量数据通路按照表1进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	1				1				1				1				1				1				1				1
B	1	1		0	1	1		1	1	0		0	1	0		1	0	1		0	0	1		1	0	0		0	0	0		1
																																	C	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
D	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
																																	E	0		0		0		0		0		1		0		1		0		0		0		0		1		0		1		0

                                 表1

第一级，A0～A7赋值“1”，选择从矢量运算工作寄存器组进行输入；

第二级，在一个变量确定时，选择与这个变量进行运算的另一个变量，如B0＝6就表示0通路的R_i0变量确定时选择6通路的R_i3与R_i0进行运算；

第三级，用于选择对每个加法器的操作数是否乘以2，如C0＝0，C1＝0，就表示对R_i0与R_i3都不乘以2；

第四级，用于选择对每个加法器的操作数是否乘以1/2，如D0＝0，D1＝0，就表示对R_i0与R_i3都不乘以1/2；

第五级，用于选择对每个加法器的操作数是否取反，如E0＝0，E1＝0，就表示对R_i0与R_i3都不取反；

第六级，用于执行加法操作，如ACC[0]＝R_i0+R_i3，并将计算结果输出到累加寄存器组；

根据8路矢量数据通路表1的配置，在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i3}\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n=R_{i1}-R_{i2}\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n=R_{i2}+R_{i1}\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n=-R_{i3}+R_{i0}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)对8路矢量数据通路按照表2进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	0				0				0				0				0				0				0				0
B	1	0		0	1	0		1	1	1		0	1	1		1	0	0		0	0	0		1	0	1		0	0	1		1
																																	C	0		0		0		0		1		0		1		0		0		0		0		0		1		0		1		0
D	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
																																	E	0		0		0		0		0		0		0		0		1		0		1		0		1		0		1		0

                             表2

第一级，A0～A7赋值“0”，选择从累加寄存器组进行输入；根据8路矢量数据通路表2的配置，在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_{n+1}=2{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_{n+1}=-{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_{n+1}=-2{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；

与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中；

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)对8路矢量数据通路按照表3进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	1				1				1				1				1				1				1				1
B	0	0		1	0	0		0	0	1		1	0	1		0	1	0		1	1	0		0	1	1		1	1	1		0
																																	C	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
D	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
																																	E	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0

                                表3

在第一个时钟周期，从矢量运算工作寄存器组读入数据，执行4×4矩阵2行数据之间的矢量运算，运算结果暂存到矢量寄存器VACC[0]，在第二个时钟周期，从矢量运算工作寄存器组读入另两行数据，执行4×4矩阵另2行数据之间的矢量运算，运算结果暂存到矢量寄存器VACC[1]；

根据8路矢量数据通路表3的配置，分别在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁+R₄

                        VACC[1]_n＝R₂+R₃

(2)对8路矢量数据通路按照表4进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	0				0				0				0				0				0				0				0
B	0	0		1	0	0		0	0	1		1	0	1		0	1	0		1	1	0		0	1	1		1	1	1		0
																																	C	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
D	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
																																	E	0		0		1		0		0		0		1		0		0		0		1		0		0		0		1		0

                          表4

根据8路矢量数据通路表4的配置，在一个时钟周期中计算：

                VACC[0]_n+1＝V4CC[0]_n+VACC[1]_n

                VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R7中；对另两行数据操作：

(4)对8路矢量数据通路按照表5进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	1				1				1				1				1				1				1				1
B	0	0		1	0	0		0	0	1		1	0	1		0	1	0		1	1	0		0	1	1		1	1	1		0
																																	C	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
D	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
																																	E	0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1

                                表5

根据8路矢量数据通路的配置表5，分别在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁-R₄

                        VACC[1]_n＝R₂-R₃

(5)对8路矢量数据通路按照表6进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	0				0				0				0				0				0				0				0
B	0	0		1	0	0		0	0	1		1	0	1		0	1	0		1	1	0		0	1	1		1	1	1		0
																																	C	1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0
D	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
																																	E	0		0		1		0		0		0		1		0		0		0		1		0		0		0		1		0

                              表6

根据8路矢量数据通路表6的配置，在一个时钟周期中计算：

                    VACC[0]_n+1＝2VACC[0]_n+VACC[1]_n

                    VACC[1]_n+1＝-2VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R8中；

十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

本实施例其余结构和实现方式与实施例一相同。

                             实施例三

H.264变换加速优选如下方案，采用H.264整数反余弦变换加速：

所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)对8路矢量数据通路按照表7进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	1				1				1				1				1				1				1				1
B	1	0		0	1	0		1	1	1		0	1	1		1	0	0		0	0	0		1	0	1		0	0	1		1
																																	C	0		0		0		0		0		1		0		1		1		0		1		0		0		0		0		0
D	0		0		0		0		1		0		1		0		0		0		0		0		1		0		1		0
																																	E	0		0		0		0		0		1		0		1		0		0		0		0		1		0		1		0

                               表7

根据8路矢量数据通路表7的配置，在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i2}\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n=\frac{1}{2}{R}_{i1}-R_{i3}\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n=-R_{i2}+R_{i0}\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n=\frac{1}{2}{R}_{i3}+R_{i1}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)对8路矢量数据通路按照表8进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	0				0				0				0				0				0				0				0
B	1	1		0	0	0		1	1	0		0	1	0		1	0	1		0	0	1		1	0	0		0	1	1		1
																																	C	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
D	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
																																	E	0		0		0		0		0		0		0		0		0		1		0		1		1		0		1		0

                              表8

根据8路矢量数据通路表8的配置，在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_{n+1}=2{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n-{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_{n+1}=-{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；

与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行的运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中；

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)对8路矢量数据通路按照表9进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	1				1				1				1				1				1				1				1
B	0	0		1	0	0		0	0	1		1	0	1		0	1	0		1	1	0		0	1	1		1	1	1		0
																																	C	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
D	0		0		0		1		0		0		0		1		0		0		0		1		0		0		0		1
																																	E	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0

                               表9

根据8路矢量数据通路表9的配置，在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁+R₃

${\mathrm{VACC}\left[1\right]}_n=R_2+\frac{1}{2}{R}_4$

(2)根据8路矢量数据通路表4的配置，在一个时钟周期中计算：

                    VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                    VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R8中；对另两行数据操作：

(4)对8路矢量数据通路按照表10进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	1				1				1				1				1				1				1				1
B	0	0		1	0	0		0	0	1		1	0	1		0	1	0		1	1	0		0	1	1		1	1	1		0
																																	C	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
D	0		0		1		0		0		0		1		0		0		0		1		0		0		0		1		0
																																	E	0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1		0		1

                           表10

根据8路矢量数据通路表10的配置，分别在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]＝R₁-R₃

$\mathrm{VACC}\left[1\right]=\frac{1}{2}{R}_2-R_4$

(5)根据8路矢量数据通路表4的配置，在一个时钟周期中计算：

                VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R7中；十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

本实施例其余结构和实现方式与实施例一相同。

                                实施例四

H.264变换加速优选如下方案，采用H.264整数哈德曼变换加速：

所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)根据8路矢量数据通路表1的配置，在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i3}\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n=R_{i1}-R_{i2}\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n=R_{i2}+R_{i1}\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n=-R_{i3}+R_{i0}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)对8路矢量数据通路按照表11进行配置：

	0				1				2				3				4				5				6				7
																																	A	0				0				0				0				0				0				0				0
B	1	0		0	1	0		1	1	1		0	1	1		1	0	0		0	0	0		1	0	1		0	0	1		1
																																	C	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
D	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
																																	E	0		0		0		0		0		0		0		0		1		0		1		0		0		1		0		1

                                      表11

根据8路矢量数据通路表11的配置，在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[2\right]}_{n+1}=2{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[4\right]}_{n+1}=-{\mathrm{ACC}\left[4\right]}_n+{\mathrm{ACC}\left[0\right]}_n\\ {\mathrm{ACC}\left[6\right]}_{n+1}={\mathrm{ACC}\left[6\right]}_n-{\mathrm{ACC}\left[2\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；

与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中；

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)根据8路矢量数据通路表3的配置，在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁+R₃

                        VACC[1]_n＝R₂+R₄

(2)根据8路矢量数据通路表4的配置，在一个时钟周期中计算：

                    VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                    VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R8中；

对另两行数据操作：

(4)根据8路矢量数据通路表5的配置，在两个时钟周期中计算：

                        VACC[0]_n＝R₁-R₃

                        VACC[1]_n＝R₂-R₄

(5)根据8路矢量数据通路表4的配置，在一个时钟周期中计算：

                VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R7中；十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

本实施例其余结构和实现方式与实施例一相同。

Claims (4)

1、一种H.264整数变换加速的装置，包括与数据总线连接的数据存储器，其特征在于：还包括：

矢量运算工作寄存器组，用于接收数据存储器的原始数据，该原始数据为矢量数据：4×4输入矩阵；以及累加寄存器组的中间数据；

每个矢量运算工作寄存器R_i由4个标量运算工作寄存器R_i0、R_i1、R_i2、R_i3组成，矢量运算工作寄存器R_i用于存储4×4矩阵的第i行数据或累加寄存器组输出的第i行新数据；

8路矢量数据通路，用于根据操作数执行4×4矩阵行数据的运算操作；

所述的8路矢量数据通路流程包括六级运算：

第一级为8个二选一的选择器，用于选择从累加寄存器组还是从矢量运算工作寄存器组进行输入，同时执行4×4矩阵的2行数据的8个变量；

第二级为8个八选一的选择器，用于选择执行2个变量之间的操作；

在水平变换模式下，根据操作数选择执行4×4矩阵第i行数据之间的标量运算，同时执行4×4矩阵的2行数据的运算；

在垂直变换模式下，根据操作数选择执行4×4矩阵行数据之间的矢量运算；

第三级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否乘以2；

第四级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否乘以1/2；

第五级为16个二选一的选择器，用于选择对每个加法器的操作数是否取反；

第六级为8个加法器，用于执行加法操作，计算结果输出到累加寄存器组；

累加寄存器组，包括ACC[0]-ACC[7]一共8个累加寄存器，用于存储Ri变换加速的中间数据；其中四个累加寄存器组成矢量寄存器VACC[0]，另外四个累加寄存器组成矢量寄存器VACC[1]；

控制器，用于对8路矢量数据通路进行操作数赋值，指定8路矢量数据通路的选择信号；以及控制数据存储器的读写操作；

在水平变换模式下，控制器产生操作数信息，并控制数据存储器的读操作，执行4×4矩阵中每行的两个数据的两次标量运算，同时另两个数据进行两次标量运算，将计算结果暂存于矢量寄存器；

控制器再次产生操作数信息，执行矢量寄存器VACC[0]和VACC[1]中的四个累加寄存器中两个数据的两次标量运算，同时另两个数据进行两次标量运算，并将结果保存到矢量运算工作寄存器组；

对每个4×4矩阵数据进行先后两次操作；

在垂直变换模式下，控制器产生操作数信息，执行4×4矩阵2行数据之间的矢量运算，运算结果暂存到矢量寄存器VACC[0]，执行4×4矩阵另2行数据之间的矢量运算，计算结果暂存于矢量寄存器VACC[1]；

控制器再次产生操作数信息，执行VACC[0]与VACC[1]之间的矢量运算，并将结果从累加寄存器组保存到矢量运算工作寄存器组；

对每个4×4矩阵数据进行先后两次操作。

2、如权利要求1所述的H.264整数变换加速的装置，其特征在于：所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i3}\\ \mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n=R_{i1}-R_{i2}\\ \mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n=R_{i2}+R_{i1}\\ \mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n=-R_{i3}+R_{i0}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_{n+1}=\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[2\right]}_{n+1}=2\mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[4\right]}_{n+1}=-\mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[6\right]}_{n+1}=-2\mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；

与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中；

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)分别在两个时钟周期中计算：

                          VACC[0]_n＝R₁+R₄

                          VACC[1]_n＝R₂+R₃

(2)在一个时钟周期中计算：

                   VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                   VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R7中；对另两行数据操作：

(4)分别在两个时钟周期中计算：

                          VACC[0]_n＝R₁-R₄

                          VACC[1]_n＝R₂-R₃

(5)在一个时钟周期中计算：

                   VACC[0]_n+1＝2VACC[0]_n+VACC[1]_n

                   VACC[1]_n+1＝-2VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R8中；

十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

3、如权利要求1所述的H.264整数变换加速的装置，其特征在于：所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i2}\\ \mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n=\frac{1}{2}{R}_{i1}-R_{i3}\\ \mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n=-R_{i2}+R_{i0}\\ \mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n=\frac{1}{2}{R}_{i3}+R_{i1}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_{n+1}=\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[2\right]}_{n+1}=\mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[4\right]}_{n+1}=\mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n-\mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[6\right]}_{n+1}=-\mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；

与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行的运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中；

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)在两个时钟周期中计算：

                          VACC[0]_n＝R₁+R₃

$\mathrm{VACC}{\left[1\right]}_n=R_2+\frac{1}{2}{R}_4$

(2)在一个时钟周期中计算：

                   VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                   VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R8中；对另两行数据操作：

(4)分别在两个时钟周期中计算：

                          VACC[0]＝R₁-R₃

$\mathrm{VACC}\left[1\right]=\frac{1}{2}{R}_2-R_4$

(5)在一个时钟周期中计算：

                   VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                   VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R7中；

十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

4、如权利要求1所述的H.264整数变换加速的装置，其特征在于：所述的控制器在水平变换模式下，数据通路读取数据存储器中的4×4矩阵数据，并对i行数据进行如下运算：

(1)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n=R_{i0}+R_{i3}\\ \mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n=R_{i1}-R_{i2}\\ \mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n=R_{i2}+R_{i1}\\ \mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n={-R}_{i3}+R_{i0}\end{array}\right.$

其中下标n表示某一个时钟周期；

(2)在一个时钟周期中计算：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_{n+1}=\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[2\right]}_{n+1}=\mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[4\right]}_{n+1}=-\mathrm{ACC}{\left[4\right]}_n+\mathrm{ACC}{\left[0\right]}_n\\ \mathrm{ACC}{\left[6\right]}_{n+1}=\mathrm{ACC}{\left[6\right]}_n-\mathrm{ACC}{\left[2\right]}_n\end{array}\right.$

其中下标n+1表示在前一步运算所指的时钟周期的下一个时钟周期；

与(1)、(2)步骤同时钟周期，ACC[1]，ACC[3]，ACC[5]，ACC[7]执行另一行运算；

(3)在两个时钟周期，分别读取两组累加寄存器的输出结果中的内容，送入矢量寄存器中保存；

对另两行数据进行(1)～(3)操作，在八个时钟周期后，水平变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₁、R₂、R₃和R₄中；

控制器在垂直变换模式下，矢量寄存器VACC[0]包括ACC[0]、ACC[2]、ACC[4]、ACC[6]，矢量寄存器VACC[1]包括ACC[1]、ACC[3]、ACC[5]、ACC[7]，将垂直变换后的四行新数据依次按照行矢量存放在R₅、R₆、R₇和R₈中，对水平变换后输出的数据进行如下运算：

对两行数据操作：

(1)在两个时钟周期中计算：

                          VACC[0]_n＝R₁+R₃

                          VACC[1]_n＝R₂+R₄

(2)在一个时钟周期中计算：

                   VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                   VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(3)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R5、R8中；

对另两行数据操作：

(4)在两个时钟周期中计算：

                          VACC[0]_n＝R₁-R₃

                          VACC[1]_n＝R₂-R₄

(5)在一个时钟周期中计算：

                   VACC[0]_n+1＝VACC[0]_n+VACC[1]_n

                   VACC[1]_n+1＝-VACC[1]_n+VACC[0]_n

(6)在两个时钟周期，分别将VACC[0]、VACC[1]的数据保存到R6、R7中；

十个时钟周期后，垂直变换后的四组行数据依次按行矢量存放在矢量运算工作寄存器R₅、R₆、R₇和R₈中。

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