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No. 1
  是一個常常應用於數據流控製的處理技巧,典型的乒乓操作方法如圖1所示。
  圖1 乒乓操作示意圖
  乒乓操作的處理流程為:輸入數據流通過“輸入數據選擇單元”將數據流等時分配到兩個數據緩衝區,數據緩衝模塊可以為任何存儲模塊,比較常用的存儲單元為雙口 ram(dpram)、單口ram(spram)、fifo等。在第一個緩衝周期,將輸入的數據流緩存到“數據緩衝模塊1”;在第2個緩衝周期,通過“輸入數據選擇單元”的切換,將輸入的數據流緩存到“數據緩衝模塊2”,同時將“數據緩衝模塊1”緩存的第1個周期數據通過“輸出數據選擇單元”的選擇,送到 “數據流運算處理模塊”進行運算處理;在第3個緩衝周期通過“輸入數據選擇單元”的再次切換,將輸入的數據流緩存到“數據緩衝模塊1”,同時將“數據緩衝模塊2”緩存的第2個周期的數據通過“輸出數據選擇單元”切換,送到“數據流運算處理模塊”進行運算處理。如此循環。
No. 2
  是一個常常應用於數據流控製的處理技巧,典型的乒乓操作方法如圖1所示。
  圖1 乒乓操作示意圖
  乒乓操作的處理流程為:輸入數據流通過“輸入數據選擇單元”將數據流等時分配到兩個數據緩衝區,數據緩衝模塊可以為任何存儲模塊,比較常用的存儲單元為雙口 RAM(DPRAM)、單口RAM(SPRAM)、FIFO等。在第一個緩衝周期,將輸入的數據流緩存到“數據緩衝模塊1”;在第2個緩衝周期,通過“輸入數據選擇單元”的切換,將輸入的數據流緩存到“數據緩衝模塊2”,同時將“數據緩衝模塊1”緩存的第1個周期數據通過“輸出數據選擇單元”的選擇,送到 “數據流運算處理模塊”進行運算處理;在第3個緩衝周期通過“輸入數據選擇單元”的再次切換,將輸入的數據流緩存到“數據緩衝模塊1”,同時將“數據緩衝模塊2”緩存的第2個周期的數據通過“輸出數據選擇單元”切換,送到“數據流運算處理模塊”進行運算處理。如此循環。
  乒乓操作的最 大特點是通過“輸入數據選擇單元”和“輸出數據選擇單元”按節拍、相互配合的切換,將經過緩衝的數據流沒有停頓地送到“數據流運算處理模塊”進行運算與處理。把乒乓操作模塊當做一個整體,站在這個模塊的兩端看數據,輸入數據流和輸出數據流都是連續不斷的,沒有任何停頓,因此非常適合對數據流進行流水綫式處 理。所以乒乓操作常常應用於流水綫式算法,完成數據的無縫緩衝與處理。
  乒乓操作的第二個優點是可以節約緩衝區空間。比如在WCDMA基 帶應用中,1個幀是由15個時隙組成的,有時需要將1整幀的數據延時一個時隙後處理,比較直接的辦法是將這幀數據緩存起來,然後延時1個時隙進行處理。這時緩衝區的長度是1整幀數據長,假設數據速率是3.84Mbps,1幀長10ms,則此時需要緩衝區長度是38400位。如果采用乒乓操作,衹需定義兩個 能緩衝1個時隙數據的RAM(單口RAM即可)。當嚮一塊RAM寫數據的時候,從另一塊RAM讀數據,然後送到處理單元處理,此時每塊RAM的容量僅需 2560位即可,2塊RAM加起來也衹有5120位的容量。
  另外,巧妙運用乒乓操作還可以達到用低速模塊處理高速數據流的效果。如圖2所示,數據緩衝模塊采用了雙口RAM,並在DPRAM後引入了一級數據預處理模塊,這個數據預處理可以根據需要的各種數據運算,比如在WCDMA設計中,對輸入數據流的解擴、解擾、去旋轉等。假設端口A的輸入數據流的速率為 100Mbps,乒乓操作的緩衝周期是10ms。以下分析各個節點端口的數據速率。
  A端口處輸入數據流速率為100Mbps,在第1個 緩衝周期10ms內,通過“輸入數據選擇單元”,從B1到達DPRAM1。B1的數據速率也是100Mbps,DPRAM1要在10ms內寫入1Mb數據。同理,在第2個10ms,數據流被切換到DPRAM2,端口B2的數據速率也是100Mbps,DPRAM2在第2個10ms被寫入1Mb數據。在第 3個10ms,數據流又切換到DPRAM1,DPRAM1被寫入1Mb數據。
  仔細分析就會發現到第3個緩衝周期時,留給DPRAM1讀 取數據並送到“數據預處理模塊1”的時間一共是20ms。有的工程師睏惑於DPRAM1的讀數時間為什麽是20ms,這個時間是這樣得來的:首先,在在第 2個緩衝周期嚮DPRAM2寫數據的10ms內,DPRAM1可以進行讀操作;另外,在第1個緩衝周期的第5ms起(絶對時間為5ms時刻), DPRAM1就可以一邊嚮500K以後的地址寫數據,一邊從地址0讀數,到達10ms時,DPRAM1剛好寫完了1Mb數據,並且讀了500K數據,這個緩衝時間內DPRAM1讀了5ms;在第3個緩衝周期的第5ms起(絶對時間為35ms時刻),同理可以一邊嚮500K以後的地址寫數據一邊從地址0讀 數,又讀取了5個ms,所以截止DPRAM1第一個周期存入的數據被完全覆蓋以前,DPRAM1最多可以讀取20ms時間,而所需讀取的數據為1Mb,所以端口C1的數據速率為:1Mb/20ms=50Mbps。因此,“數據預處理模塊1”的最低數據吞吐能力也僅僅要求為50Mbps。同理,“數據預處理 模塊2”的最低數據吞吐能力也僅僅要求為50Mbps。換言之,通過乒乓操作,“數據預處理模塊”的時序壓力減輕了,所要求的數據處理速率僅僅為輸入數據速率的1/2。
  通過乒乓操作實現低速模塊處理高速數據的實質是:通過DPRAM這種緩存單元實現了數據流的串並轉換,並行用“數據預處理模塊1”和“數據預處理模塊2”處理分流的數據,是面積與速度互換原則的體現!