本發(fā)明屬于數(shù)字電路，更為具體地講，涉及一種數(shù)據(jù)展開器的并行數(shù)據(jù)展開方法。

背景技術(shù)：

1、數(shù)據(jù)展開是一種將帶有數(shù)據(jù)和重復(fù)次數(shù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)展開為按其設(shè)定重復(fù)次數(shù)重復(fù)數(shù)據(jù)的技術(shù)。由于數(shù)字電路可以進(jìn)行高效并行數(shù)據(jù)處理，因此使用數(shù)字電路進(jìn)行高速數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用非常廣泛。在數(shù)字電路中進(jìn)行數(shù)據(jù)展開時(shí)，常見的方法是使用游程解碼技術(shù)，這通常通過狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

2、然而，現(xiàn)有的游程解碼技術(shù)存在一些限制。具體來說，基于狀態(tài)機(jī)或計(jì)數(shù)器的傳統(tǒng)游程解碼方法在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)僅能處理單個(gè)游程，這限制了數(shù)據(jù)展開的效率，難以滿足現(xiàn)代高速數(shù)據(jù)處理的需求?？梢酝ㄟ^并行化來提高效率，但這會(huì)大幅增加硬件資源的使用，而硬件資源是有限的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)據(jù)展開器的并行數(shù)據(jù)展開方法，使并行的帶有數(shù)據(jù)和長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)項(xiàng)展開為固定數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的輸出，同時(shí)具有高靈活、高吞吐率以及低資源使用量等性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種數(shù)據(jù)展開器的并行數(shù)據(jù)展開方法，其特征在于，包括以下步驟：

3、(1)、設(shè)置數(shù)據(jù)展開器的參數(shù)；

4、(2)、創(chuàng)建一個(gè)計(jì)數(shù)器，初始化計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為0；

5、(3)、向數(shù)據(jù)展開器輸入多路并行數(shù)據(jù)項(xiàng)并緩存；

6、向數(shù)據(jù)展開器輸入多路并行數(shù)據(jù)項(xiàng)，然后按照輸入的先后順序通過寄存器緩存成兩組，兩組緩存數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)展開器一輪待展開的數(shù)據(jù)項(xiàng)，每組中包含nin路數(shù)據(jù)項(xiàng)，兩組緩存數(shù)據(jù)項(xiàng)的索引值記為0～2*nin-1；

7、(4)、設(shè)置數(shù)據(jù)展開器的展開輪次i，初始化i＝1，設(shè)置每輪展開次數(shù)j，初始化j＝1；

8、(5)、分別計(jì)算數(shù)據(jù)展開器第i輪展開時(shí)寄存器中兩組緩存數(shù)據(jù)項(xiàng)的長(zhǎng)度之和，分別記為l1st,i和l2nd,i：

9、

10、其中，li,1(k)、li,2(k)分別表示第i輪展開時(shí)寄存器中兩組緩存數(shù)據(jù)中第k路數(shù)據(jù)項(xiàng)的長(zhǎng)度值；

11、(6)、計(jì)算數(shù)據(jù)展開器在第i輪第j次展開時(shí)的起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置；

12、(6.1)、設(shè)置數(shù)據(jù)展開器第一輪展開數(shù)據(jù)時(shí)的溢出長(zhǎng)度loverflow＝0，第一輪的第一次展開的起點(diǎn)位置pstart＝0；

13、(6.2)、計(jì)算數(shù)據(jù)展開器在第i輪第j次展開的起點(diǎn)位置pstart,ij：

14、pstart,ij＝loverflow,i+cntij*nout

15、其中，cntij為第i輪第j次展開計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，nout為展開器的輸出位個(gè)數(shù)，loverflow為展開起點(diǎn)位置pstart相比第一組數(shù)據(jù)項(xiàng)長(zhǎng)度的溢出長(zhǎng)度loverflow：

16、

17、其中，pstart,(i-1)last表示第i-1輪展開時(shí)最后一次展開的起點(diǎn)位置，l1st,i-1表示第i-1輪展開時(shí)寄存器中緩存的第一組數(shù)據(jù)項(xiàng)的長(zhǎng)度之和；

18、(6.3)、計(jì)算數(shù)據(jù)展開器在第i輪第j次展開的終點(diǎn)位置pend,ij：

19、pend,ij＝pstart,ij+nout

20、(7)、計(jì)算第i輪展開時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)目標(biāo)值；

21、(7.1)、計(jì)算第i輪展開時(shí)的保留長(zhǎng)度lremain,i；

22、利用第一組緩存數(shù)據(jù)項(xiàng)的長(zhǎng)度之和l1st,i減去溢出長(zhǎng)度loverflow,i作為第一組緩存數(shù)據(jù)項(xiàng)剩余未被展開的長(zhǎng)度，記為保留長(zhǎng)度lremain,i；

23、lremain,i＝l1st,i-loverflow,i

24、(7.2)、將保留長(zhǎng)度lremain,i除以展開器的輸出位個(gè)數(shù)nout，取商并求余數(shù)，然后將商作為lremain,i的高位lremain_high,i，將余數(shù)作為lremain,i的低位lremain_low,i；

25、

26、(7.3)、計(jì)算第i輪展開時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)目標(biāo)值cnttarget,i；

27、

28、(8)、判斷計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值cnt是否達(dá)到計(jì)數(shù)目標(biāo)值cnttarget，如果cnt＜cnttarget，則進(jìn)入步驟(9)；否則，進(jìn)入步驟(10)；

29、(9)、數(shù)據(jù)展開器進(jìn)行第i輪數(shù)據(jù)展開；

30、(9.1)、讀取兩組緩存數(shù)據(jù)然后拼接成一組數(shù)據(jù)，記為li(k)，k＝0,1,2,…,2*nin；

31、(9.2)、計(jì)算li(k)中每路數(shù)據(jù)項(xiàng)偏移值；

32、

33、其中，|li(k)|表示數(shù)據(jù)li(k)中第k路數(shù)據(jù)項(xiàng)的長(zhǎng)度，offseti(k)表示數(shù)據(jù)li(k)中第k路數(shù)據(jù)項(xiàng)的偏移值；

34、(9.3)、計(jì)算第i輪第j次展開時(shí)終點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的索引值iend,ij；

35、iend,ij＝min{k|offseti(k+1)＞pend,ij}

36、(9.4)、計(jì)算第i輪第j次展開時(shí)篩選數(shù)據(jù)項(xiàng)的起點(diǎn)位置、終點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的索引值；

37、

38、iselected_end,ij＝iselected_start,ij+nselect-1

39、其中，iselected_start,ij、iselected_end,ij分別表示篩選數(shù)據(jù)項(xiàng)的起點(diǎn)位置、終點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的索引值，nselect為篩選數(shù)據(jù)項(xiàng)個(gè)數(shù)；

40、(9.5)、將數(shù)據(jù)li(k)中，按照索引值iselected_start,ij和iselected_end,ij，從2nin個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)中篩選出對(duì)應(yīng)索引位置的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)作為第i輪第j次展開時(shí)的數(shù)據(jù)項(xiàng)；

41、(9.6)、計(jì)算各篩選數(shù)據(jù)項(xiàng)的偏移值offsetselected,ij(p)；

42、

43、其中，p＝1,2,…,nselect；

44、(9.7)、計(jì)算各篩選數(shù)據(jù)項(xiàng)的使能信號(hào)enableij(p)；

45、

46、其中，true代表使能數(shù)據(jù)項(xiàng)，false代表不使能數(shù)據(jù)項(xiàng)；

47、(9.8)、根據(jù)各篩選數(shù)據(jù)項(xiàng)的偏移值和使能信號(hào)，構(gòu)建一個(gè)nselect行nout列的掩碼矩陣m；

48、其中，掩碼矩陣m的每個(gè)元素為0或1，當(dāng)掩碼矩陣m中第p行第q列元素mpq滿足：enableij(p)為true且offsetselected,ij(p)≤q＜o(jì)ffsetselected,ij(p+1)時(shí)，mpq取值為1，否則取值為0；

49、(9.9)、取出掩碼矩陣m每列中元素為1對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，然后按序拼接得到長(zhǎng)度為nout的數(shù)據(jù)項(xiàng)，并作為數(shù)據(jù)展開器在第i輪第j次展開后的輸出數(shù)據(jù)；

50、(9.10)、待第j次展開完成后，將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值加1，然后令j＝j(luò)+1，并返回步驟(6.2)進(jìn)行下一輪的數(shù)據(jù)展開；

51、(10)、將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值清零；令i＝i+1，然后控制數(shù)據(jù)展開器將寄存器內(nèi)第二組緩存數(shù)據(jù)覆蓋第一組緩存數(shù)據(jù)，再按順繼續(xù)接收輸入的多路并行數(shù)據(jù)項(xiàng)并緩存，得到新的第二組緩存數(shù)據(jù)，接著重新標(biāo)記兩組緩存數(shù)據(jù)項(xiàng)的索引值為0～2*nin-1；最后再返回步驟(5)。

52、本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

53、本發(fā)明一種數(shù)據(jù)展開器的并行數(shù)據(jù)展開方法先設(shè)置數(shù)據(jù)展開器的參數(shù)并創(chuàng)建一個(gè)計(jì)數(shù)器；接著向數(shù)據(jù)展開器輸入多路并行數(shù)據(jù)項(xiàng)并緩存，然后通過數(shù)據(jù)展開器實(shí)現(xiàn)并行輸入的多個(gè)帶有數(shù)據(jù)和重復(fù)次數(shù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)展開為固定位寬并行輸出的數(shù)據(jù)，特別適合在各種高速數(shù)字電路系統(tǒng)中使用。

54、同時(shí)，本發(fā)明一種數(shù)據(jù)展開器的并行數(shù)據(jù)展開方法還具有以下有益效果：

55、(1)、本發(fā)明考慮了硬件資源使用量情況，提出了數(shù)據(jù)項(xiàng)篩選和區(qū)間掩碼構(gòu)造等方法，有效優(yōu)化了設(shè)計(jì)對(duì)硬件資源使用量的需求。

56、(2)、通過數(shù)據(jù)展開器可有效降低設(shè)計(jì)的時(shí)序收斂難度，提高時(shí)序裕量，從而達(dá)到提高展開器最大時(shí)鐘頻率的目的，具有靈活性高、時(shí)鐘頻率大，資源占用量小等優(yōu)點(diǎn)，特別適合在各種高速數(shù)字電路系統(tǒng)中使用。