[发明专利]虚拟图像处理器及在其上处理图像数据的方法和系统

说明书

描述了一种方法，包括在应用软件开发环境内实例化虚拟处理器，该虚拟处理器具有指令集架构和存储器模型，指令集架构和存储器模型预设了预留存储器的第一和第二区域。第一预留区域保存输入图像阵列的数据。第二预留区域保存输出图像阵列的数据。所述方法还包括通过下述步骤模拟指令集架构的存储器加载指令的执行：自动把第一预留区域作为目标，并且利用所述存储器加载指令的指令格式中表达的垂直坐标系内相对于虚拟处理器的位置的第一和第二坐标识别期望的输入数据。

技术领域

本发明的领域一般涉及图像处理，特别涉及用于在虚拟图像处理指令集架构(ISA)和存储器模型以及具有二维移位阵列结构的示例性目标硬件。

背景技术

图像处理通常涉及对组织成阵列的像素值的处理。在此，空间组织的二维阵列捕捉图像的二维性质(另外的维度可以包括时间(例如，二维图像的序列)和数据类型(例如，色彩))。在典型情景下，阵列化的像素值由生成静态图像或者帧序列的相机提供，以捕捉运动的图像。传统的图像处理器通常会落入两种极端之一。

第一种极端作为在通用处理器或者通用类处理器(例如，具有向量指令增强的通用处理器)上执行的软件程序执行图像处理任务。尽管第一种极端通常提供高度通用的应用软件开发平台，但其结合相关开销(例如，取指令和解码、处理片上和片外数据、推测执行)使用更细粒度的数据结构会最终导致在执行程序代码期间每单位数据消耗的能量较多。

第二种相反的极端把固定功能硬布线电路应用于很大的数据块。使用更大的(相对于细粒度)数据块直接应用于定制设计的电路，大大降低每单位数据的功耗。然而，使用定制设计的固定功能电路通常会导致处理器只能执行一组有限的任务。这样，在第二种极端中缺乏广泛通用的编程环境(其与第一极端相关联)。

提供高度通用的应用软件开发机会结合改进的每单位数据的功率效率的技术平台仍是理想但缺失的解决方案。

发明内容

描述了一种方法，包括在应用程序软件开发环境内实例化虚拟处理器，该虚拟处理器具有指令集架构和存储器模型，指令集架构和存储器模型预设了预留的存储器的第一和第二区域。第一预留区域保存输入图像阵列的数据。第二预留区域保存输出图像阵列的数据。该方法也包括通过下述步骤模拟指令集架构的存储器加载指令的执行：自动把第一预留区域作为目标，以及利用所述存储器加载指令的指令格式中表达的垂直坐标系内相对于虚拟处理器的位置的第一和第二坐标识别期望的输入数据。

附图说明

以下描述和附图用于说明本发明的实施例。在图中：

图1示出技术平台的各种组件；

图2a示出用内核构建的应用软件的实施例；

图2b示出内核的结构的实施例；

图3示出内核的操作的实施例；

图4a、图4b和图4c描绘出用于在高级应用软件开发环境中开发内核线程的虚拟处理器的存储器模型的各个方面；

图5a示出利用具有位置相对格式的加载指令写入的线程的实施例；

图5b示出具有不同像素密度的图像；

图6示出应用软件开发和模拟环境的实施例；

图7示出图像处理器硬件架构的实施例；

图8a、图8b、图8c、图8d和图8e描绘出通过重叠模板将图像数据解析成线群、将线群解析成数据片以及对数据片执行操作；

图9a示出模板处理器的实施例；

图9b示出模板处理器的指令字的实施例；

图10示出模板处理器内的数据计算单元的实施例；