MPEG-2是MPEG組織在1994年為了高級(jí)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率所提出的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),其優(yōu)秀性使之成為過去十年應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn),也是未來十年影響力最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)之一。 本文以MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)為研究內(nèi)容,建立系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)FPGA原型芯片,并在FPGA系統(tǒng)中驗(yàn)證視頻解碼芯片的功能。最后在0.18微米工藝下實(shí)現(xiàn)ASIC的前端設(shè)計(jì)。完成的主要工作包括以下幾個(gè)方面: 1.完成解碼系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),采用了自頂而下的設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能單元的劃分;根據(jù)其視頻解碼的特點(diǎn),確定解碼器的控制方式;把視頻數(shù)據(jù)分文幀內(nèi)數(shù)據(jù)和幀間數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的并行解碼。 2.實(shí)現(xiàn)了具體模塊的設(shè)計(jì):根據(jù)本文研究的要求,在比特流格式器模塊設(shè)計(jì)中提出了特有的解碼方式;在可變長模塊中的變長數(shù)據(jù)解碼采用組合邏輯外加查找表的方式實(shí)現(xiàn),大大減少了變長數(shù)據(jù)解碼的時(shí)間;IQ、IDCT模塊采用流水的設(shè)計(jì)方法,減少數(shù)據(jù)計(jì)算的時(shí)間:運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊,針對(duì)模塊數(shù)據(jù)運(yùn)算量大和訪問幀存儲(chǔ)器頻繁的特點(diǎn),采用四個(gè)插值單元同時(shí)處理,增加像素緩沖器,充分利用并行性結(jié)構(gòu)等方法來加快運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償速度。 3.根據(jù)視頻解碼的參考軟件,通過解碼系統(tǒng)的仿真結(jié)果和軟件結(jié)果的比較來驗(yàn)證模塊的功能正確性。最后用FPGA開發(fā)板實(shí)現(xiàn)了解碼系統(tǒng)的原型芯片驗(yàn)證,取得了良好的解碼效果。 整個(gè)設(shè)計(jì)采用Verilog HDL語言描述,通過了現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的原型驗(yàn)證,并采用SIMC0.18μm工藝單元庫完成了該電路的邏輯綜合。經(jīng)過實(shí)際視頻碼流測(cè)試,本文設(shè)計(jì)可以達(dá)到MPEG-2視頻主類主級(jí)的實(shí)時(shí)解碼的技術(shù)要求。
標(biāo)簽:
MPEG2
FPGA
視頻解碼器
上傳時(shí)間:
2013-07-27
上傳用戶:ice_qi