第7节 流水线与并行处理
流水线与并行处理
- DSP算法的流水线变换
在数据通路中加寄存器，使算法能够进行流水线处理；
缩短Critical Path；
提高处理速度；
降低功耗。
- 并行处理
提供重复的硬件资源；
多输入多输出，提高吞吐量；
降低功耗
流水线与并行处理（举例）
- Critical Path 减半；
- 总电容不变，关键路径上的电容减半，驱动电压可降低，因此功耗降低。
- 吞吐量加倍；
- 或吞吐量不变，总电容加倍，频率减半，充电时间加倍导致驱动电压可降低，因此功耗降低。
流水线处理
- 在前向割集的所有边上放置延时单元：
- 不改变算法功能；
- 减小关键路径长度；
- 延时增加。
- 在前向割集的所有边上放置延时单元：
流水线特点
- 在一个M级的流水线系统中，从输入到输出的任何一个路径中都比原来顺序电路中的那条路径增加了M-1个延时单元；
- 流水线缩短了关键路径的长度；
- Latency增加；
- 寄存器数量增加。
并行处理
- 考虑一个单输入单输出的FIR滤波器：
- 为了得到并行处理结构，将其转化为多输入多输出系统：
（以一个时钟周期并行处理3个输入数据为例）
- Parallel Processing也称为Block Processing，一个时钟周期处理的输入数据个数称为Block Size。
并行处理中的串并/并串转换
并行处理特点
- Critical Path不变；
- 并行处理中，若Block Size为L，则迭代周期：
- 可以与流水线结合使用（流水线级数为M）：
-
并行处理可以通过减小时钟频率来降低功耗。
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