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Toward Optimized MPEG-4 Decoder

Toward Optimized MPEG-4 Decoder. 羅仲耘　吳方荃 楊士萱教授　指導. Outline. 專題方向簡介 改善項目 改善方法 未來工作. 專題方向. 將 reference software 簡化為 Simple Profile 版本 利用 MMX 指令集加快解碼速度. 改善階段. Trace decoding 流程 刪除 Simple Profile 不需要的部份 分析 decoding 時主要部份花費比率 將佔 decoding 比率比較大的部分以 MMX 去做改善. Video_object_layer_shape.

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Toward Optimized MPEG-4 Decoder

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Presentation Transcript

  1. Toward Optimized MPEG-4 Decoder 羅仲耘　吳方荃 楊士萱教授　指導

  2. Outline • 專題方向簡介 • 改善項目 • 改善方法 • 未來工作

  3. 專題方向 • 將reference software 簡化為Simple Profile版本 • 利用MMX指令集加快解碼速度

  4. 改善階段 • Trace decoding流程 • 刪除Simple Profile不需要的部份 • 分析decoding時主要部份花費比率 • 將佔decoding比率比較大的部分以MMX去做改善

  5. Video_object_layer_shape PreviousReconstructedVOP ShapeDecoding Coded Bit Stream(Motion) MotionDecoding MotionCompen-sation VOPRecon-struction TextureDecoding Coded Bit Stream(texture) Demultiplexer Simplified Video Decoding Process

  6. Cost time analysis • 各部份佔程式總執行時間

  7. Cost time analysis (cont.) • PVOP佔decode的99%以上 • Decode PVOP各部份所佔時間

  8. MMX 介紹 • SIMD（Single Instruction Multiple Data) • 57 條新的 operand code • 8 個 64 bits 暫存器 • 對於 8bits, 16 bits, 32 bits的資料處理優異

  9. MMX 提供的資料型態 • Packed byte Eights bytes packed into one 64-bit quantity • Packed word Four words packed into one 64-bit quantity • Packed doubleword Two doublewords packed into one 64-bit quantity • Quandword one 64-bit quantity

  10. MMX 指令組 • 拷貝指令 (movq /movd) • 分組指令 • punpcklbw / punpcklwd / punpckldq • packuswb • packsswb/packssdw • 運算指令

  11. MMX 優點 • 提升程式速度50~400% • 可一次擷取64-bit記憶體資料 • MMX與standard integer code可同時執行 • MMX指令集完全管線化（pipelined），每次執行時間在1 clock cycle之內。 • MMX指令中的multiple instruction亦可在1 clock cycle內執行完畢

  12. MMX 缺點 • MMX code和 floating point code不能同時執行 • MMX registers不可以存放address • 不是所有的處理器都支援MMX指令集

  13. 如何利用MMX做加速 • 兩個 block 相加的程式用MMX取代 • 一次可處理兩筆資料

  14. Block 資料型態 • m_ppxlcPredMBY -- unsigned short • m_ppxliErrorMBY -- int

  15. 處理方法 • 從m_ppxlcPredMBY的位置搬兩筆資料到MMX register • 將m_ppxlcPred在MMX register的資料做對齊 • 從m_ppxlcErrorMBY的位置搬兩筆資料到MMX register • 相加後結果pack後放回記憶體

  16. 處理方法(cont.) m_ppxlcPred punpcklbw punpcklbw

  17. 處理方法 (cont.) M_ppxlcPredMBY M_ppxlcErrorMBY 相加後的結果

  18. 處理方法 (cont.) 相加的結果 packusbw packusbw

  19. 目前進度 • Code size • Cost time ( AddErrorAndPredToCurrQ)

  20. 未來工作 • 判斷 Half Block 及 Full Block 用MMX加速 • Fast IDCT 資料搬移用MMX加速 • 執行檔減少至200KB以下

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