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JSSC 2012第11期Memory45nm

Quad Full-HD Transform Engine for Dual-Standard Low-Power Video Coding

提出一种支持H.264/AVC和VC-1双标准的共享变换引擎,通过消除显式转置内存降低功耗。
45nm CMOS, 0.35-0.52V, 214W (Quad Full-HD@30fps), 79W (1080p@30fps), 43W (720p@30fps)
变换引擎双标准低功耗视频编码硬件共享
共享变换引擎支持双标准:通过分析H.264/AVC和VC-1视频编码标准的变换结构相似性和对称性,设计了一种共享变换引擎,实现了硬件资源共享,节省了30%的面积,同时支持Quad Full-HD视频编码。
消除显式转置内存:提出了一种消除二维变换中显式转置内存的方法,采用8x8输出缓冲区替代传统转置内存,减少了23%的面积和26%的功耗,提高了系统效率。
利用数据依赖性降低功耗:通过利用数据依赖性优化电路设计,显著降低了功耗,在0.52V电压下实现214W的功耗,支持Quad Full-HD视频编码,同时在低电压下(0.35V)实现43W功耗,支持720p视频编码。
高度可扩展的设计:该设计具有高度可扩展性,能够支持从720p到Quad Full-HD的不同分辨率视频编码,并在不同电压下优化功耗和性能,为未来视频编码标准(如HEVC)提供了可扩展的解决方案。
Abstract
Transform engine is a critical part of the video codec, and increased coding ef ficiency often comes at the cost of increased complexity in the transform module. In this work, we propose a shared transform engine for H.264/A VC and VC-1 video coding standards, using the structural similarity and symmetry of the transforms. An approach to eliminate an explicit transpose memory in 2-D transforms is proposed. Data dependency is exploited to reduce power consum ption. Ten different versions of the tr