申请/专利权人：杭州国芯科技股份有限公司

申请日：2024-01-11

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117560501B

主分类号：H04N19/44

分类号：H04N19/44;H04N19/176;H04N19/80;H04N19/42;H04N19/503;H04N19/593

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明涉及一种多标准视频解码器。本发明包括主处理器、视频协处理器、多标准视频解码核。主处理器配置视频协处理器，包括配置视频协处理器工作的内存环境、内存区域、工作模式、处理当前解码结果。视频协处理器得到主处理器的配置后，执行解码指令，并上报当前指令的解码结果。多标准视频解码核按照主处理器配置的解码标准进行视频解码，包括码流的载入和解析、宏块解码、上报解码完成，在解码发生错误后随时终止当前解码指令。本发明使用可编程代码进行串联启动，既不损失视频硬件解码的性能，又能让软件层实时监控解码器的状态。本发明中各解码细节模块的启动和结束受控于软件，后期芯片开发易于进行标准扩展。

主权项：1.一种多标准视频解码器，其特征在于：包括主处理器CPU、视频协处理器VPU、多标准视频解码核；所述的主处理器CPU通过APB总线配置视频协处理器VPU，相互传递信息；所述的视频协处理器VPU得到主处理器CPU的配置后，执行解码指令，并上报当前指令的解码结果；视频协处理器VPU工作流程如下：1视频协处理器VPU通过软件配置加载指定标准的解码代码内容；系统启动后，内存中预先加载好所有标准的解码代码，每种标准的解码代码有固定地址和固定大小；主处理器CPU配置指定解码标准后，视频协处理器VPU通过固定地址一次性加载指定标准的解码代码；2视频协处理器VPU执行解码代码：①视频协处理器VPU启动加载码流；主处理器CPU更新码流写指针WPTR，视频协处理器VPU读取码流后，更新读指针RPTR，如果WPTR和RPTR相等，则上报空中断，等待主处理器CPU更新下一个写指针WPTR；视频协处理器VPU通知码流解析模块发起数据读取，并更新读指针RPTR；②视频协处理器VPU执行当前码流指定标准的解码头信息，包括序列层数据解析，图像层数据解析，条带层数据解析和用户层数据的解析；③视频协处理器VPU执行当前图像的宏块层解码；从码流解析模块获得宏块信息，组织成模块管理器规定的配置指令，组织各子模块的工作流程；④视频协处理器VPU执行当前图像解码结果的上报；当前图像解码完成，或者当前图像解码错误，由码流解析模块和模块管理器上报状态，视频协处理器VPU执行解码状态的处理，并产生中断上报给主处理器CPU；所述的多标准视频解码核按照主处理器CPU配置的解码标准进行视频解码，包括码流的载入和解析、宏块解码、上报解码完成，在解码发生错误后随时终止当前解码指令；多标准视频解码核包括码流解析模块、模块管理器、帧间参考数据读取模块、反量化反变换模块、帧内预测模块、帧间预测模块、像素重建模块、像素滤波模块、像素压缩模块、像素回写模块、内存防火墙；多标准视频解码核中各模块具体如下：a码流解析模块的主体功能是码流的加载和解析；b模块管理器从内部的块信息缓存区获得当前块信息，将当前块信息分配给相应的模块，并产生配置指令，包括帧间参考数据读取模块、反量化反变换模块、帧内预测模块、帧间预测模块、像素重建模块、像素滤波模块、像素压缩模块和像素回写模块的配置指令；c帧间参考数据读取模块，由模块管理器第一级配置指令启动，根据指令中的运动矢量信息和配置信息，读取参考数据；读取完毕后，上报模块管理器当前指令结束，等待下一指令执行；d反量化反变换模块，由模块管理器第一级配置指令启动，根据指令中的宏块类型信息和配置信息，对码流解析的残差系数进行反量化反变换，得到宏块的残差值；计算完毕后，上报模块管理器当前指令结束，等待下一指令执行；e帧内预测模块，由模块管理器第二级配置指令启动，根据指令中的宏块类型、帧内预测类型信息和配置信息，进行宏块的帧内预测；计算完毕后，上报模块管理器当前指令结束，等待下一指令执行；f帧间预测模块，由模块管理器第二级配置指令启动，根据指令中的宏块类型、帧间预测类型信息和配置信息，进行宏块的帧间预测；计算完毕后，上报模块管理器当前指令结束，等待下一指令执行；g像素重建模块，由模块管理器第三级配置指令启动，根据指令中的宏块类型读取预测数据和残差数据进行叠加计算，恢复当前宏块的重建像素；重建像素额外保存当前右边像素和底部像素，给后续宏块的帧内预测和像素滤波使用；计算完毕后，上报模块管理器当前指令结束，等待下一指令执行；h像素滤波模块，由模块管理器第四级配置指令启动，根据指令中的宏块类型和滤波参数配置，对当前宏块的像素内容进行滤波；计算完毕后，上报模块管理器当前指令结束，等待下一指令执行；i像素压缩模块，由模块管理器第五级配置指令启动，根据指令中的宏块大小信息，对当前宏块的滤波后数据进行帧压缩；计算完毕后，上报模块管理器当前指令结束，等待下一指令执行；该功能可由用户自行配置；j像素回写模块，由模块管理器第六级配置指令启动，根据指令中的宏块大小信息和帧压缩模式，将当前的宏块解码结果通过AXI指令写入指定的内存空间；计算完毕后，上报模块管理器当前指令结束，等待下一指令执行；k内存防火墙，将多标准视频解码器的所有AXI读写申请限制在允许的范围内，保存当前视频解码帧时允许访问的写内存区域，当AXI写申请超过允许访问的区域时，上报写错误，对外不发出写申请。

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