43、可重构平台上多媒体应用的功耗优化方法

可重构平台上多媒体应用的功耗优化方法

1. 引言

近年来，便携式设备越来越受欢迎。随着功能不断增加的趋势，对降低功耗和高性能的需求呈指数级增长。

在实现方面，可编程和/或定制硬件处理元件最为常用。可编程处理器具有灵活性的优势，但性能有所牺牲；而定制处理器则提供高性能，但灵活性不足。最近，可重构硬件被提出作为一种解决方案，因为它在性能和灵活性方面介于可编程处理器和定制处理器之间。

研究表明，基于可编程处理器的系统中，主要的功耗组件是数据和指令存储器。通过引入片上内存层次结构可以降低数据存储器的功耗，而插入高速缓存可以降低指令存储器的功耗。同样，在定制处理器中，数据存储器的功耗也是最大的功耗组件。

本文旨在将范式从可编程处理器或定制硬件转向可重构硬件，同时采用类似的策略来降低数据存储器的功耗。引入了一种新的设计方法，用于实现低功耗的多媒体应用。该方法结合了高级数据内存层次结构的功耗探索和寄存器传输（RT）级设计与实现，以实现内存功耗方面的最优实现。使用FPGA实现了两种常见的运动估计算法，分别进行了内存功耗优化和未优化的实验。

2. 目标架构

考虑的架构由一个FPGA和一个外部（片外）存储器组成，如图1所示。FPGA实现所需的逻辑，外部存储器存储应用程序的数据。

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