Arquitetura energeticamente eficiente para cálculo da SATD através do reúso de dados

Abstract

O contínuo aumento das resoluções usadas em vídeos digitais tornam necessária a adoção de novas técnicas de codificação de vídeo. A Estimação de Movimento (ME) é a etapa mais intensiva em termos de tempo e consumo energético por realizar um elevado número de cálculos de similaridade entre blocos, como por exemplo a SATD. Assim, este trabalho propõe uma arquitetura de SATD com reúso de cálculos, tendo como objetivo diminuir o consumo energético. Após a descrição da arquitetura, a mesma foi sintetizada e simulada com uma ferramenta de uso industrial. Foram utilizados cinco conjuntos de dados para simulação, um gerado a partir de dados aleatórios e quatro a partir de sequências de vídeos. Ao analisar os resultados obtidos, houve uma redução na área de até 80\% em relação às arquiteturas do estado da arte. O consumo energético da arquitetura projetada foi até 55\% menor do que aqueles apresentados pelas arquiteturas do estado da arte. Portanto, a arquitetura proposta se mostra vantajosa quando é necessário calcular múltiplos tamanhos de blocos.

The increasing video resolutions bring the need for new video coding techniques. Among several tools, Motion Estimation (ME) is one of the most time and energy demanding due to the large number of distortion computations, such as the SATD. Thus, this work proposes a new SATD architecture aiming to reduce energy consumption through the reuse of calculations. Such architecture was synthesized and simulated with Synopsys tools and five distinct data sets were used as stimuli for simulation; one randomly generated and the remaining four obtained from video samples. The results show that the architecture occupies a smaller area than other SATD architectures from the literature. Moreover, the proposed architecture was up to 55\% more energy efficient than its counterparts. Therefore, the proposed architecture shows itself as the right design choice when doing variable block size ME using SATD as distortion metric.