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JP2001016113A - Multimedia decoder provided with single external storage memory - Google Patents

Multimedia decoder provided with single external storage memory

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Publication number
JP2001016113A
JP2001016113A JP18699199A JP18699199A JP2001016113A JP 2001016113 A JP2001016113 A JP 2001016113A JP 18699199 A JP18699199 A JP 18699199A JP 18699199 A JP18699199 A JP 18699199A JP 2001016113 A JP2001016113 A JP 2001016113A
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JP
Japan
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decoder
memory
decoding
video
audio
Prior art date
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Application number
JP18699199A
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Japanese (ja)
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Inventor
Tomoya Kodama
知也 児玉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JP2001016113A publication Critical patent/JP2001016113A/en
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce memory band width of an external memory required for an integrated circuit in which plural functions of a video decoder, an audio decoder and a system controller or the like are integrated on one chip. SOLUTION: While a video decoder 24 performs decoding processing and continuously outputs image information, an audio decoder 23 performs the decoding processing except for the processing which most request memory band width. When the video decoder 24 is turned into blanking period, the audio decoder 23 simultaneously performs the processing most requiring the memory band width, namely, block switching processing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、MPEG規格など
でディジタル圧縮された画像・音声データを復号する復
号化装置に関し、特にディジタル圧縮された画像データ
とディジタル圧縮された音声データを同時に復号して表
示を行う半導体集積回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a decoding apparatus for decoding image / audio data digitally compressed according to the MPEG standard or the like, and more particularly to a decoding apparatus for decoding digitally compressed image data and digitally compressed audio data simultaneously. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for performing display.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル放送・DVDの普及、および
半導体集積技術の進歩という背景から、従来別個の集積
回路で実現していたMPEG2ビデオデコーダに代表さ
れる映像の復号化器とAC-3デコーダやMPEGオー
デイオデコーダに代表される音声の復号化器が単一の半
導体集積回路に集積されつつある。低コストでビデオ・
オーデイオデコーダを実装するためには、ビデオデコー
ダとオーディオデコーダが単一の集積回路内に実装され
るばかりでなく、ビデオデコーダが使用するデータメモ
リとオーディオデコーダが使用するデータメモリが、物
理的に1つのメモリを共有するユニファイドメモリアー
キテクチャをとることが望ましい。
2. Description of the Related Art With the spread of digital broadcasting and DVD and the advance of semiconductor integrated technology, a video decoder represented by an MPEG2 video decoder and an AC-3 decoder, which have conventionally been realized by separate integrated circuits, have been developed. An audio decoder represented by an MPEG audio decoder is being integrated into a single semiconductor integrated circuit. Video at low cost
In order to implement the audio decoder, not only the video decoder and the audio decoder are implemented in a single integrated circuit, but also the data memory used by the video decoder and the data memory used by the audio decoder are physically one. It is desirable to have a unified memory architecture that shares two memories.

【0003】一方、映像情報を取り扱うには、メモリア
クセスに高いデータレートをが必要であることが一般的
に知られている。例として、図7に示されるようなNT
SC規格のMPEG2ビデオデコーダの要求メモリバン
ド幅の時間変動が図8に示されている。NTSC規格の
MPEG2MP@MLビデオデコーダにおいてメモリア
クセスを要求する処理は、ビットストリームの読み出し
・動き補償のための参照画像読み出し・復号画像の格納
・画像表示のための復号画像読み出しの4種類である。
On the other hand, it is generally known that a high data rate is required for memory access in order to handle video information. As an example, NT as shown in FIG.
FIG. 8 shows the time variation of the required memory bandwidth of the MPEG-2 video decoder of the SC standard. Processing for requesting memory access in the MPEG2MP @ ML video decoder of the NTSC standard is of four types: reading a bit stream, reading a reference image for motion compensation, storing a decoded image, and reading a decoded image for image display.

【0004】ビットストリームの最大平均ビットレート
が15Mbps、参照画像の読み出しが1フレーム期間
に4フィールド分の場合を仮定すると、それぞれのメモ
リアクセスに要するメモリバンド幅は、ビットストリー
ムの読み出しが毎秒約8MB、参照両像の読み出しが毎
秒約45MB、復号画像の格納が毎秒約16MB、画像
表示のための復号画像読み出しが毎秒約54MBとな
り、最大毎秒123Mバイトのメモリアクセスが必要と
なる。ただし、映像出力データフォーマットは一般に垂
直ブランキング期間と呼ばれる期間が存在し、この期間
にはデータは送出されない。
[0004] Assuming that the maximum average bit rate of the bit stream is 15 Mbps, and the reference image is read out for four fields in one frame period, the memory bandwidth required for each memory access is approximately 8 MB per second. The reading of both reference images is about 45 MB per second, the storage of decoded images is about 16 MB per second, the reading of decoded images for image display is about 54 MB per second, and a memory access of a maximum of 123 Mbytes per second is required. However, the video output data format has a period generally called a vertical blanking period, and no data is transmitted during this period.

【0005】NTSC規格のディジタルデータを出力す
るCCIRR601と呼ばれる規格においては、垂直ブ
ランキング期間は16.7msに1回、約1.3ms継
続する。この期間においては、要求されるメモリアクセ
ス量はピークレートの50%程度である毎秒69Mバイ
ト程度に滅少する。
In a standard called CCIRR601 for outputting digital data of the NTSC standard, a vertical blanking period is once every 16.7 ms and continues for about 1.3 ms. During this period, the required memory access amount decreases to about 69 Mbytes per second, which is about 50% of the peak rate.

【0006】また、オーディオのデコード処理も場合に
よっては高いレートのメモリアクセスを必要とする。例
として5.1チャネルMPEG2AACLCプロフアイ
ルデコーダについて考える。MPEG2AACデコーダ
は、サンブリングされたオーデイオ信号1024サンプ
ル分をひとまとめにして処理を行う。これをブロックと
呼ぶ。サンブリング周波数が48kHzの場合について
考えると、1ブロック分の期間は21msであるから、
1チャネルあたり3.5msから4.2ms程度の時間
で1チャネルの復号処理を終えなければならない。
In some cases, audio decoding requires high-rate memory access. As an example, consider a 5.1 channel MPEG2 AACLC profile decoder. The MPEG2 AAC decoder collectively processes 1024 samples of the sampled audio signal. This is called a block. Considering the case where the sampling frequency is 48 kHz, the period for one block is 21 ms.
The decoding process for one channel must be completed in about 3.5 ms to 4.2 ms per channel.

【0007】MPEG2AACデコーダの処理を表す簡
略化したブロックダイアグラムの例が図9に示されてい
る。ここでは、MPEG2AACデコードの処理は図1
0に示されるような8KBのローカルメモリを持つプロ
セッサにより逐次的に行われるものと仮定する。ISO/IE
C JTCI/SC29/WG N2005“Revised Report on Complexity
of MPEG-2 AAC Tools″によれば、AACデコーダには
43.75KBのRAMと13.85103のROMが
必要である。ここでは、このうちのROMは内部ROM
34に格納され、4375KBのRAMは外部メモリに
格納されているものと仮定する。
[0007] An example of a simplified block diagram showing the processing of the MPEG2 AAC decoder is shown in FIG. Here, the processing of MPEG2 AAC decoding is shown in FIG.
Assume that the processing is performed sequentially by a processor having a local memory of 8 KB as shown in FIG. ISO / IE
C JTCI / SC29 / WG N2005 “Revised Report on Complexity
According to "MPEG-2 AAC Tools", the AAC decoder requires 43.75 KB of RAM and 13.85103 ROM. Here, the ROM is an internal ROM.
Assume that the 4375 KB RAM stored at 34 is stored in external memory.

【0008】ローカルRAMは、プロセッサのワークメ
モリとして使用されるとともに、外部メモリからプロセ
ッサへのデー夕転送の際のリードバッファ、およびプロ
セッサから外部メモリへのライトバッファとして使用さ
れる。
The local RAM is used not only as a work memory of the processor but also as a read buffer when data is transferred from the external memory to the processor and as a write buffer from the processor to the external memory.

【0009】図11に、各処理が要するメモリアクセス
量の例を示す。入出力データのうち点線で囲まれたデー
タはローカルメモリ内に保持されるため、外部メモリと
のアクセスは行われない。この例の場合、一連の処理の
中でもっともメモリアクセス量が大きい処理がブロック
スイッチングである。この処理は、図12に示されるよ
うに、前段の処理であるフィルタバンクによって得られ
た2048サンプルの時系列データのうち、前半102
4サンプルと、ディレイバッファに保存されていた10
24サンプルの時系列データについて、ウインドウと呼
ばれる曲線にしたがって重み付け加算を行い、オーディ
オ出力バッファヘ出力する処理である。この処理に関し
ては毎秒約50MBのメモリバンド幅を必要とするが、
他の処理では毎秒1MB程度のメモリバンド幅があれば
十分である。
FIG. 11 shows an example of a memory access amount required for each process. Of the input / output data, the data enclosed by the dotted line is held in the local memory, so that no access is made to the external memory. In the case of this example, the processing with the largest memory access amount in the series of processing is block switching. As shown in FIG. 12, the first half of the time series data of 2048 samples obtained by the filter bank in the previous stage is
4 samples and 10 stored in the delay buffer
This is a process of performing weighted addition on time-series data of 24 samples according to a curve called a window and outputting the result to an audio output buffer. This process requires about 50 MB of memory bandwidth per second,
For other processing, a memory bandwidth of about 1 MB per second is sufficient.

【0010】一般にオーデイオデコーダとビデオデコー
ダの動作は非同期である。先述したNTSCビデオデコ
ードとMPEG2AACデコードの組み合わせでも、ビ
デオ側は図8に示されるように16.7ms毎に要求メ
モリバンド幅が減少する期間が発生し、オーディオ側は
図13に示されるように3.5msから4.2ms毎に
高いメモリバンド幅を要求する。
Generally, the operations of the audio decoder and the video decoder are asynchronous. Even in the combination of the NTSC video decoding and the MPEG2 AAC decoding described above, a period occurs in which the required memory bandwidth decreases every 16.7 ms on the video side as shown in FIG. A high memory bandwidth is required every 0.5 ms to 4.2 ms.

【0011】このため、ユニファイドメモリアーキテク
チャをとるビデオ・オーディオデコーダのメモリバンド
幅は、図14に示されるように、ビデオデコーダの要求
メモリバンド幅のピーク値とオーデイオデコーダの要求
メモリバンド幅のピーク値を加算しただけのバンド幅を
用意する必要がある。先述の例では、このレートは毎秒
173MBになる。一般的には、オーディオ復号器とビ
デオ復号器の他に、それぞれにビットストリームを供給
するシステムデマルチプレクサが存在し、これにより外
部メモリヘビットストリームの書き込みが行われる。こ
れに要するメモリバンド幅を加えると、外部メモリに要
求されるメモリバンド幅は毎秒180MB程度になる。
For this reason, the memory bandwidth of the video / audio decoder employing the unified memory architecture has a peak value of the required memory bandwidth of the video decoder and a peak value of the required memory bandwidth of the audio decoder as shown in FIG. It is necessary to prepare a bandwidth just by adding the values. In the previous example, this rate would be 173 MB per second. Generally, in addition to the audio decoder and the video decoder, there is a system demultiplexer that supplies a bit stream to each of them, and the bit stream is written to the external memory. When the required memory bandwidth is added, the memory bandwidth required for the external memory is about 180 MB per second.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高いデ
ータレートを有する外部メモリを構成するためには、メ
モリデバイスの動作周波数を上げるか、並列にメモリデ
バイスを複数個並べることが必要となる。いずれの方法
にしても、デコーダ集積回路やメモリデバイスの回路量
が増加し、コストの上昇を招く。
However, in order to configure an external memory having a high data rate, it is necessary to increase the operating frequency of the memory device or to arrange a plurality of memory devices in parallel. Either method increases the circuit amount of the decoder integrated circuit or the memory device, and causes an increase in cost.

【0013】一般に良く用いられる16ビットのバス幅
を持つ同期型ダイナミックメモリ(シンクロナスDRA
M)をクロック周波数100MHzで駆動した場合、メ
モリアクセスに伴うオーバーへッドが15%程度存在す
ると仮定すると、そのメモリバンド幅は毎秒174MB
である。したがって、先述の毎秒180MBのメモリバ
ンド幅を実現するためには、メモリのバス幅を32ビッ
トにしなければならない。このバス幅を16ビットにす
ることができれば、集積回路のピン数が削減され、組み
立てコストの低下・信頼性の向上など得られるメリット
は大きい。
A commonly used synchronous dynamic memory (synchronous DRA) having a bus width of 16 bits
When M) is driven at a clock frequency of 100 MHz, assuming that there is about 15% overhead associated with memory access, the memory bandwidth is 174 MB per second.
It is. Therefore, in order to realize the aforementioned memory bandwidth of 180 MB per second, the memory bus width must be 32 bits. If the bus width can be reduced to 16 bits, the number of pins of the integrated circuit can be reduced, and there are significant advantages such as reduction in assembly cost and improvement in reliability.

【0014】本発明は、上記の点に鑑みてなされ、本来
非同期であった2つの処理のうち、一方の要求データレ
ートが低い期間に他方の要求データレートが高い期間を
集中させるようにすることにより、ユニファイドメモリ
アーキテクチャにおいても不必要にデータレートを上げ
ず、1つの集積回路内でビデオlオーデイオデコード処
理を実現させるマルチメディア復号化装置を提供するこ
とを目的とする。
[0014] The present invention has been made in view of the above point, and, of two processes which were originally asynchronous, a period in which one requested data rate is low and a period in which the other requested data rate is high are concentrated. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a multimedia decoding apparatus which realizes video audio decoding processing in one integrated circuit without unnecessarily increasing a data rate even in a unified memory architecture.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、 少なくとも
符号化された映像信号を復号する第1の復号器と、この
第1の復号器とは非同期に動作し、映像信号とは異なる
信号を復号する第2の復号器と、第1の復号器と第2の
復号器によってデータメモリとして使用される外部記憶
メモリと、この外部記憶メモリとデータの送受を行うメ
モリコントローラと、第1の復号器と第2の復号器とメ
モリコントローラとを接続するデータバスとを備え、第
2の復号器が行う一連の復号処理のうち、外部記憶メモ
リへのアクセスが大きい処理を独立させ、第1の復号器
が要求するメモリバンド幅が大きい期間には、第2の復
号器はメモリアクセスの少ない処理を集中して行い、第
1の復号器が要求するメモリバンド幅が小さい期間に第
2の復号器はメモリアクセスの大きな処理をまとめて行
うマルチメデイア復号化装置を提供する。
According to the present invention, there is provided a first decoder for decoding at least an encoded video signal, and a first decoder which operates asynchronously with the first video signal and outputs a signal different from the video signal. A second decoder for decoding, an external storage memory used as a data memory by the first decoder and the second decoder, a memory controller for transmitting and receiving data to and from the external storage memory, and a first decoding A data bus connecting the decoder, the second decoder, and the memory controller, and among a series of decoding processes performed by the second decoder, a process having a large access to the external storage memory is made independent, During the period when the memory bandwidth required by the decoder is large, the second decoder intensively performs processing with less memory access, and during the period when the memory bandwidth required by the first decoder is small, the second decoder Vessel is memory Provided is a multimedia decoding device that performs processing with large access at once.

【0016】本発明によると、マルチメディア復号化装
置は、ビデオデコーダが現在映像出力を行っているか、
ブランキング期間かをオーディオデコーダに通知する手
段と、オーディオデコーダの処理のうち、もっとも要求
メモリバンド幅の高い処理を独立させる手段と、ビデオ
デコーダがブランキング期間に入ったことをオーディオ
デコーダが通知されると、数ブロック分にわたって最も
要求メモリバンド幅の高い処理をまとめて行う手段とを
備えている。
According to the present invention, the multimedia decoding apparatus determines whether the video decoder is currently outputting video.
A means for notifying the audio decoder of the blanking period, a means for making the processing with the highest required memory bandwidth among the processings of the audio decoder independent, and the audio decoder being notified that the video decoder has entered the blanking period. Then, means for collectively performing processing having the highest required memory bandwidth over several blocks is provided.

【0017】本発明によれば、本来非同期で動作するビ
デオデコーダとオーディオデコーダのデコード処理のう
ち、ビデオデコーダの要求メモリバンド幅が低くなるブ
ランキング期間と、オーデイオデコーダの要求メモリバ
ンド幅が高くなる期間とを同期させることができる。こ
のため、従来両者の最大要求メモリバンド幅の和で表現
された単一メモリのバンド幅を、一方の比較的低いメモ
リバンド幅と、他方の最大要求メモリバンド幅との和程
度に削減し、低コストにビデオデコーダとオーデイオデ
コーダを集積したユニファイドメモリァーキテクチャに
基づくビデオディオ復号化器を実現することが可能とな
る。
According to the present invention, of the decoding processes of the video decoder and the audio decoder which operate asynchronously, the blanking period in which the required memory bandwidth of the video decoder is low and the required memory bandwidth of the audio decoder are high. The period can be synchronized. For this reason, the bandwidth of a single memory conventionally expressed by the sum of the maximum required memory bandwidths of both is reduced to about the sum of one relatively low memory bandwidth and the other maximum required memory bandwidth, It becomes possible to realize a video audio decoder based on a unified memory architecture in which a video decoder and an audio decoder are integrated at low cost.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1に示す本発明の第1の実施の形態のマ
ルチメディア復号化装置によると、ビデオデコーダ13
はMPEG2ビデオ情報の復号処理を行う。このビデオ
デコーダ13が必要とする最大のメモリバンド幅は毎秒
約123MBである。MPEG2ビデオの復号において
は、復号しているピクチャの種類によって、必要となる
メモリバンド幅が異なる。
According to the multimedia decoding apparatus of the first embodiment of the present invention shown in FIG.
Performs decoding processing of MPEG2 video information. The maximum memory bandwidth required by the video decoder 13 is about 123 MB per second. In decoding MPEG2 video, the required memory bandwidth varies depending on the type of picture being decoded.

【0020】図2にそれぞれのピクチャの種類と必要メ
モリバンド幅の関係が示されている。これによると、I
ピクチャは参照画像の読み出しの必要がないため、必要
メモリバンド幅はBピクチャに比べ小さく、毎秒約80
MBとなる。Iピクチャは、一般的には0.5秒に1ピ
クチャ程度の頻度で送出される。
FIG. 2 shows the relationship between the type of each picture and the required memory bandwidth. According to this, I
Since a picture does not need to read a reference image, the required memory bandwidth is smaller than that of a B picture, and is approximately 80 per second.
MB. An I picture is generally transmitted at a frequency of about one picture every 0.5 seconds.

【0021】静止画プロセッサ12は、例えばディジタ
ル放送におけるEPG(電子番組ガイド)のように、そ
れほど厳密にリアルタイム性を要求されない静止画の復
号処理を行う。ビデオデコーダ13と静止画プロセッサ
12のメモリアクセスは、メモリコントローラ15を介
して行われる。メモリコントローラ15は、それぞれの
プロセッサ12,13がデータバス10を使用して外部
メモリ16へアクセスする際の調停を行う。今、静止画
プロセッサ12がJPEG(Joint Picture Coding Exp
ert Group)によって符号化された静止画を復号する場
合を考える。
The still picture processor 12 performs decoding of a still picture that does not require strict real-time processing, such as EPG (Electronic Program Guide) in digital broadcasting. Memory access between the video decoder 13 and the still image processor 12 is performed via the memory controller 15. The memory controller 15 arbitrates when the processors 12 and 13 access the external memory 16 using the data bus 10. Now, when the still image processor 12 is a JPEG (Joint Picture Coding Exp
ert Group) when decoding a still image.

【0022】このJPEGの復号処理手順の例が図3に
示されている。これによると、まず、符号化ビットスト
リームはハフマンデコードされる(S11)。ハフマン
デコードされたビットストリームのDC係数はDPCM
デコードされる(S12)と共にAC係数はランレング
スデコードされる(S13)。ランレングスデコードに
より得られたAC係数はジグザグスキャンされる(S1
4)。DPCMデコードおよびジグザグスキャンにより
得られたDCT係数は逆量子化され(S15)、更に逆
DCTされて画像情報に再構成される。
FIG. 3 shows an example of the JPEG decoding processing procedure. According to this, first, the encoded bit stream is Huffman decoded (S11). The DC coefficient of the Huffman-decoded bit stream is DPCM
The AC coefficient is run-length decoded together with the decoding (S12) (S13). The AC coefficient obtained by the run-length decoding is zigzag scanned (S1).
4). The DCT coefficients obtained by the DPCM decoding and the zigzag scan are inversely quantized (S15), and are inversely DCTed to be reconstructed into image information.

【0023】上記のJPEGの復号処理の中では、少な
くともビットストリームの読み出しおよび復号画像の書
き込みのために、外部メモリ16へのアクセスが生じ
る。
In the above-described JPEG decoding processing, an access to the external memory 16 occurs at least for reading the bit stream and writing the decoded image.

【0024】ビデオデコーダ13は、ブランキング期間
やIピクチャのデコードで参照画像の読み出しがないと
判断できる場合に、静止画プロセッサ12にメモリアク
セス許可を意味する信号を通信手段14を使用して送出
する。静止画プロセッサ12は、この信号を受け取る
と、JPEG復号に伴うメモリアクセスを開始する。
The video decoder 13 sends out a signal indicating permission of memory access to the still picture processor 12 using the communication means 14 when it is determined that there is no reference image read out during the blanking period or the decoding of the I picture. I do. Upon receiving this signal, the still image processor 12 starts a memory access associated with JPEG decoding.

【0025】ビデオデコーダ13は、ブランキング期間
やIピクチャのデコードが終了した時点で、静止画プロ
セッサ12にメモリアクセス不許可を意味する信号を通
信手段14を使用して送出する。静止画プロセッサ12
は、この信号を受け取ると、JPEG復号に伴うメモリ
アクセスを中止する。
The video decoder 13 sends a signal indicating that memory access is not permitted to the still picture processor 12 by using the communication means 14 when the blanking period or the decoding of the I picture is completed. Still image processor 12
, Upon receiving this signal, stops the memory access accompanying JPEG decoding.

【0026】Iピクチャの復号時には、参照画像の読み
出しに伴うメモリバンド幅(毎秒45MB)が開放さ
れ、かつブランキング期間には復号画像表示のためのメ
モリバンド幅(毎秒54MB)が開放されるため、JP
EG復号のためには平均毎秒約6.9MBのメモリバン
ド幅が割り当てられることになる。静止画プロセッサ1
2内に十分なライトバッファおよびリードバッファが存
在すれば、静止画プロセッサ12はメモリアクセス待ち
なしに動作しつづけることができる。
At the time of decoding an I picture, the memory bandwidth (45 MB / s) for reading the reference image is released, and the memory bandwidth for displaying the decoded images (54 MB / s) is released during the blanking period. , JP
An average of about 6.9 MB per second of memory bandwidth is allocated for EG decoding. Still image processor 1
If there are enough write buffers and read buffers in 2, the still image processor 12 can continue to operate without waiting for memory access.

【0027】図4は本発明の第2の実施の形態のマルチ
メディア復号化装置のブロック図である。ビットストリ
ームがシステムデマルチブレクサ22に入力されると、
オーディオビットストリームとビデオビットストリーム
に分類され、それぞれ外部メモリ26の別々の領域に格
納される。格納されたビットストリームは、それぞれビ
デオデコーダ24およびオーディオデコーダ23に入力
される。ビデオデコーダでは第1の実施の形態と同様、
ビデオ情報の復号処理が行われ、復号されたビデオ情報
がビデオ出力される。復号の際には、復号した画像情報
を一時的に保存したり、過去に復号した画像を読み出し
たり、ビデオ出力に画像情報を送出したりするために合
計毎秒123MB程度のバンド幅を必要とする。また、
オーデイオデコーダでは、オーデイオ情報の復号処理が
行われ、オーデイオ信号が出力される。この要求レート
の最大値は毎秒50MBである。
FIG. 4 is a block diagram of a multimedia decoding apparatus according to a second embodiment of the present invention. When the bit stream is input to the system demultiplexer 22,
The audio bit stream and the video bit stream are classified and stored in separate areas of the external memory 26, respectively. The stored bit streams are input to the video decoder 24 and the audio decoder 23, respectively. In the video decoder, as in the first embodiment,
Video information is decoded, and the decoded video information is output as video. At the time of decoding, a total bandwidth of about 123 MB per second is required to temporarily store decoded image information, read out previously decoded images, and send image information to video output. . Also,
In the audio decoder, decoding processing of audio information is performed, and an audio signal is output. The maximum value of this request rate is 50 MB per second.

【0028】デコード処理が開始されると、ビデオデコ
ーダ24でビデオビットストリームが復号されると同時
に、図10に示すMPEG2AACデコーダで構成され
るオーディオデコーダ23ではMPEG2AACビット
ストリームの復号が開始される。ただし、このオーディ
オデコーダでは、図9に示されるMPEG2AACデコ
ーダの処理の流れにおけるハフマンデコードと逆量子化
とTNSとフィルタバンクの各処理のみが行われ、最後
のブロックスイッチングを行われない。しかし、フィル
タバンクまでに発生する途中結果は外部メモリ26に順
次格納される。この時の処理に伴う外部メモリとのメモ
リアクセスのバンド幅が図5に示されている。図10に
示されるMPEG2AACデコーダの8KBのローカル
RAMがライトバッファとして動作するため、フィルタ
バンクの出力である8KBの時間領域サンプル情報は、
次のハフマンデコードに要する処理時間程度の間に外部
メモリ26へ書き込めば良い。したがって、一連の処理
中に必要なメモリバンド幅は最大でも毎秒7.3MB程
度である。
When the decoding process is started, the video bit stream is decoded by the video decoder 24, and the decoding of the MPEG2 AAC bit stream is started by the audio decoder 23 composed of the MPEG2 AAC decoder shown in FIG. However, in this audio decoder, only the Huffman decoding, inverse quantization, TNS, and filter bank processing in the processing flow of the MPEG2 AAC decoder shown in FIG. 9 are performed, and the last block switching is not performed. However, intermediate results generated up to the filter bank are sequentially stored in the external memory 26. FIG. 5 shows the bandwidth of the memory access with the external memory at this time. Since the 8 KB local RAM of the MPEG2 AAC decoder shown in FIG. 10 operates as a write buffer, the 8 KB time domain sample information output from the filter bank is:
What is necessary is just to write to the external memory 26 during the processing time required for the next Huffman decoding. Therefore, the memory bandwidth required during a series of processing is at most about 7.3 MB per second.

【0029】ビデオデコーダ24は、ビデオ出力を行わ
ないブランキング期間になると、通信手段27を使用し
て、現在ブランキング期間中であることをオーデイオデ
コーダ23に通知する。オーディオデコーダ23は、ビ
デオデコーダからの通知を受信すると、現在行っている
デコード処理を一時的に休止し、これまで復号してきた
フイルタバンクの処理結果を用いて、溜まっていたブロ
ックスイッチング処理をまとめて行う。この処理は、係
数であるウインドウ2ワード(wl、w2)と2つのフ
イルタバンク出力ワード(F1、F2)から、out=
wlu+w2F2なる式によってオーディオ出力を求め
る処理である。このため、これらwl、w2、F1、F
2を順次読み出しながら処理を行うことにより、データ
メモリの消費は極めて小さくすることができる。よっ
て、ブランキング前に行っていた処理に伴うデータメモ
リを一時的に外部メモリ26に待避させる必要はない。
また、ブロックスイッチングの処理時間である0.2m
sの間に8KBのフイルタバンク出力データを読み込
み、2KBのオーデイオ出力を行うためには、毎秒50
MB程度のメモリバンド幅が必要である。すべてのブロ
ックスイッチング処理を終了すると、オーディオデコー
ダ3は休止していた処理を再開する。
When the video decoder 24 enters a blanking period during which no video output is performed, the video decoder 24 notifies the audio decoder 23 that the current time is during the blanking period by using the communication means 27. Upon receiving the notification from the video decoder, the audio decoder 23 temporarily suspends the current decoding processing, and collects the accumulated block switching processing using the processing result of the filter bank that has been decoded so far. Do. This processing is based on the coefficient of window 2 words (wl, w2) and two filter bank output words (F1, F2), and out =
This is a process for obtaining an audio output by the expression wlu + w2F2. Therefore, these wl, w2, F1, F
By performing the processing while sequentially reading data 2, the consumption of the data memory can be extremely reduced. Therefore, it is not necessary to temporarily save the data memory associated with the processing performed before blanking in the external memory 26.
Also, the processing time of block switching is 0.2 m.
In order to read 8 KB of filter bank output data during s and output 2 KB of audio data, 50 KB per second is required.
A memory bandwidth of about MB is required. When all the block switching processes are completed, the audio decoder 3 restarts the paused process.

【0030】ビデオデコーダ24がNTSC信号のデコ
ードを行った場合、ブランキング期間は16.7msに
1回発生する。オーディオデコーダ3は、1ブロックの
デコードを3.5ms程度の時間内に終えなければいけ
ないことから、1ブランキング期間に処理しなければな
らないブロックスイッチング処理の回数は最大5回とな
る。また、1ブロックのブロックスイッチングに要する
時間は0.2msであるから、オーディオデコーダ23
がビデオデコーダ24のブランキング期間に行うブロッ
クスイッチングの処理は、最大でも約Imsとなる。こ
れは、ブランキング期間の長さである1.3msよりも
短い。すなわちこれは、ビデオデコーダ24のブランキ
ング期間内に、オーディオデコードにおけるブロックス
イッチングの処理をすべて終了させることができること
を意味する。
When the video decoder 24 decodes an NTSC signal, a blanking period occurs once every 16.7 ms. Since the audio decoder 3 must finish decoding one block within a time of about 3.5 ms, the number of block switching processes that must be performed in one blanking period is a maximum of five times. The time required for block switching of one block is 0.2 ms.
The block switching process performed during the blanking period of the video decoder 24 is about Ims at the maximum. This is shorter than the blanking period length of 1.3 ms. That is, this means that all the block switching processing in audio decoding can be completed within the blanking period of the video decoder 24.

【0031】ビデオデコーダ24のブランキング期間
中、ビデオデコーダが要求するメモリバンド幅の上限は
毎秒68MBである。この時のオーデイオデコーダのメ
モリバンド幅の上限は、毎秒50MBとなる。したがっ
て、この期間の両デコーダが要求するメモリバンド幅は
毎秒約118MBとなる。
During the blanking period of the video decoder 24, the upper limit of the memory bandwidth required by the video decoder is 68 MB per second. At this time, the upper limit of the memory bandwidth of the audio decoder is 50 MB per second. Therefore, the memory bandwidth required by both decoders during this period is about 118 MB per second.

【0032】一方、非ブランキング期間にビデオデコー
ダが要求するメモリバンド幅の上限は、毎秒約123M
Bである。この時のオーディオデコーダのメモリバンド
幅の上限は毎秒7.3MBであるから、両者が要求する
メモリバンド幅の合計は毎秒約130.3MBになる。
即ち、図6に示されるように、本実施形態における外部
メモリのバンド幅は、図14に示した従来の場合のメモ
リバンド幅に対し、毎秒40MB程度必要メモリバンド
幅を削減することができる。
On the other hand, the upper limit of the memory bandwidth required by the video decoder during the non-blanking period is approximately 123 M / s.
B. At this time, since the upper limit of the memory bandwidth of the audio decoder is 7.3 MB / sec, the total of the memory bandwidth required by both is about 130.3 MB / sec.
That is, as shown in FIG. 6, the required bandwidth of the external memory according to the present embodiment can be reduced by about 40 MB per second, compared with the conventional memory bandwidth shown in FIG.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ユニファイドメモリアーキテクチャで構成されたマルチ
メディア復号化装置において、ビデオとオーデイオの復
号処理など本来非同期に動作2つの処理に着目し、一方
が最もメモリバンド幅を要求しない期間と、他方がメモ
リバンド幅を要求する期間とを同期して処理させること
により、従来両方の最大のメモリバンド幅の和で求めら
れていたユニフアイドメモリに必要なメモリバンド幅を
削減することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
In a multimedia decoding device composed of a unified memory architecture, two processes, which operate asynchronously, such as video and audio decoding processes, are focused on. One is a period during which the memory bandwidth is not required the most, and the other is a memory bandwidth. In this case, the memory bandwidth required for the unified memory, which has been conventionally obtained by the sum of the maximum memory bandwidths of both, can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention.

【図2】MPEG−2ビデオ復号におけるピクチャタイ
プと必要メモリバンド幅との関係を表す図
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a picture type and a required memory bandwidth in MPEG-2 video decoding.

【図3】JPEGの復号手順を表す図FIG. 3 is a diagram showing a decoding procedure of JPEG.

【図4】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態における、AACデコーダ
の処理順と必要メモリバンド幅
FIG. 5 shows the processing order of the AAC decoder and the required memory bandwidth in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態の場合のメモリバンド幅の
時間変化
FIG. 6 shows a temporal change of a memory bandwidth in the case of an embodiment of the present invention.

【図7】ビデオデコーダの構成を示すブロック図FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a video decoder.

【図8】ビデオデコーダが要求する外部メモリのバンド
幅の時間変化を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a change over time of the bandwidth of the external memory required by the video decoder;

【図9】MPEG2AACデコーダの処理の流れを示す
FIG. 9 is a diagram showing a processing flow of an MPEG2 AAC decoder.

【図10】MPEG2AACデコーダの構成を示すブロ
ック図
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an MPEG2 AAC decoder.

【図11】AACデコーダ処理別の要求メモリバンド幅FIG. 11 shows the required memory bandwidth for each AAC decoder process.

【図12】MPEG2AACデコーダにおけるブロック
スイッチングの処理を示すブロック図
FIG. 12 is a block diagram showing processing of block switching in the MPEG2 AAC decoder.

【図13】MPEG2AACデコーダの要求メモリバン
ド幅
FIG. 13: Required memory bandwidth of an MPEG2 AAC decoder

【図14】従来のメモリバンド幅の設定方法を示す図FIG. 14 is a diagram showing a conventional memory bandwidth setting method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…データバス 12…静止画プロセッサ 13…ビデオデコーダ 14…通信手段 15…メモリコントローラ 16…ビデオフレームバッファ 21…データバス 22…システムデマルチプレクサ 23…オーデイオデコーダ 24…ビデオデコーダ 25…メモリコントローラ 26…外部メモリ 27…通信手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Data bus 12 ... Still picture processor 13 ... Video decoder 14 ... Communication means 15 ... Memory controller 16 ... Video frame buffer 21 ... Data bus 22 ... System demultiplexer 23 ... Audio decoder 24 ... Video decoder 25 ... Memory controller 26 ... External Memory 27: Communication means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B060 CA00 DA08 5C059 KK11 MA00 MA04 MA23 MC01 MC11 ME02 ME05 PP01 PP05 PP06 PP07 SS26 SS30 UA05 UA34 UA38 5J064 AA04 BC01 BC02 BD01 CA05 CB12 CC07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5B060 CA00 DA08 5C059 KK11 MA00 MA04 MA23 MC01 MC11 ME02 ME05 PP01 PP05 PP06 PP07 SS26 SS30 UA05 UA34 UA38 5J064 AA04 BC01 BC02 BD07 CA05 CB12 CC07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 映像信号の復号、音声信号の復号、静止
画像復号、システム制御機能などのための単一のメモリ
を備えたマルチメディア復号化装置であって、 少なくとも符号化された映像信号を復号する第1の復号
器と、前記第1の復号器とは非同期に動作し、前記映像
信号とは異なる信号を復号する第2の復号器と、前記第
1の復号器と第2の復号器によってデータメモリとして
使用される外部記憶メモリと、前記外部記憶メモリとデ
ータの送受を行うメモリコントローラと、前記第1の復
号器と第2の復号器とメモリコントローラとを接続する
データバスとを備え、前記第2の復号器が行う一連の復
号処理のうち、前記外部記憶メモリへのアクセスが大き
い処理を独立させ、前記第1の復号器が要求するメモリ
バンド幅が大きい期間には、第2の復号器はメモリアク
セスの少ない処理を集中して行い、前記第1の復号器が
要求するメモリバンド幅が小さい期間、前記第2の復号
器はメモリアクセスの大きな処理をまとめて行うことを
特徴とするマルチメデイア復号化装置。
1. A multimedia decoding device having a single memory for decoding a video signal, decoding an audio signal, decoding a still image, a system control function, etc., comprising: A first decoder that decodes, and a second decoder that operates asynchronously with the first decoder and decodes a signal different from the video signal; and a second decoder that decodes a signal different from the video signal. An external storage memory used as a data memory by the device, a memory controller for transmitting and receiving data to and from the external storage memory, and a data bus connecting the first decoder, the second decoder, and the memory controller. In the series of decoding processes performed by the second decoder, the process in which access to the external storage memory is large is made independent, and during a period when the memory bandwidth required by the first decoder is large, The second decoder intensively performs processing with less memory access, and the second decoder collectively performs processing with large memory access while the memory bandwidth required by the first decoder is small. A multimedia decoding device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記第2の復号器は、ブランキング期間
においてブロックスイッチング処理をまとめて行うオー
ディオデコーダであることを特徴とする請求項1に記載
のマルチメデイア復号化装置。
2. The multimedia decoding apparatus according to claim 1, wherein the second decoder is an audio decoder that performs block switching processing in a blanking period.
【請求項3】 前記第2の復号器は、前記ブランキング
期間の終了に応答してハフマンデコードと逆量子化とT
NSとフィルタバンクの処理のみを行うオーディオデコ
ーダであることを特徴とする請求項2に記載のマルチメ
デイア復号化装置。
3. The second decoder responds to the end of the blanking period with Huffman decoding, inverse quantization and T
3. The multimedia decoding apparatus according to claim 2, wherein the audio decoder performs only NS and filter bank processing.
【請求項4】 映像信号の復号、音声信号の復号、シス
テム制御機能のための単一のメモリを備えたマルチメデ
ィア復号化装置であって、 少なくとも符号化された映像信号を復号するビデオ復号
器と、前記ビデオ復号器とは非同期に動作し、符号化さ
れた音声信号を復号するオーデイオ復号器と、前記ビデ
オ復号器と前記オーディオ復号器によってデータメモリ
として使用される外部記憶メモリと、前記外部記憶メモ
リとデータの送受を行うメモリコントローラと、前記ビ
デオ復号器とオーディオ復号器とメモリコントローラと
を接続するデータバスと、前記ビデオ復号器からオーデ
ィオ復号器へ情報を伝える手段を備え、前記オーディオ
復号器が行う一連の復号処理のうち、前記外部メモリへ
のアクセスが大きい処理を独立させ、前記ビデオ復号器
が映像信号を出力している間には、前記オーデイオ復号
器はメモリアクセスの少ない処理を集中して行い、前記
ビデオ復号器が映像信号を出力しないブランキング期間
に前記オーディオ復号器はメモリアクセスの大きな処理
をまとめて行うことを特徴とするマルチメデイア復号化
装置。
4. A multimedia decoding device comprising a single memory for decoding video signals, decoding audio signals, and system control functions, wherein the video decoder decodes at least an encoded video signal. An audio decoder that operates asynchronously with the video decoder and decodes an encoded audio signal; an external storage memory used as a data memory by the video decoder and the audio decoder; A memory controller for transmitting and receiving data to and from a storage memory; a data bus for connecting the video decoder, the audio decoder, and the memory controller; and a unit for transmitting information from the video decoder to the audio decoder; Out of a series of decoding processes performed by the While the decoder is outputting the video signal, the audio decoder intensively performs processing with less memory access, and during the blanking period when the video decoder does not output the video signal, the audio decoder A multimedia decoding device, which performs a large access process at a time.
【請求項5】 前記オーデイオ復号器は、前記ブランキ
ング期間においてブロックスイッチング処理をまとめて
行うことを特徴とする請求項4に記載のマルチメデイア
復号化装置。
5. The multimedia decoding apparatus according to claim 4, wherein said audio decoder performs block switching processing collectively in said blanking period.
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