雙標(biāo)準(zhǔn)熵解碼器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、目前，隨著IPTV、數(shù)字機頂盒在我國的廣泛應(yīng)用，多模視頻解碼芯片迎來了發(fā)展期。H.264標(biāo)準(zhǔn)是國際上最為廣泛使用的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)。我國政府為了避免專利陷阱以及提高科技領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，公布了自有的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，即AVS標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)在視頻數(shù)據(jù)的壓縮能力上和H.264標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，但算法更加簡潔。AVS標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)作為國家標(biāo)準(zhǔn)正式應(yīng)用于我國視頻領(lǐng)域的各個方面，所有在我國上市的地面數(shù)字接收設(shè)備必須支持AVS標(biāo)準(zhǔn)，因此能夠支持多種標(biāo)準(zhǔn)的視頻解碼芯片得到

2、了越來越多的應(yīng)用。
　　本文分別研究了H.264標(biāo)準(zhǔn)中基于上下文自適應(yīng)的變長編碼(Context-based Adaptive Variable LengthCoding，CAVLC)算法和AVS標(biāo)準(zhǔn)中基于上下文自適應(yīng)的二維變長編碼（Context-based Adaptive2-dimension Variable Length Coding，CA-2D-VLC）算法，提出了一種適用于1080p視頻解碼的高性能熵解碼器結(jié)構(gòu)。根據(jù)

3、兩種標(biāo)準(zhǔn)中熵解碼過程的相同點，本文對功能相似的模塊進行復(fù)用設(shè)計，同時對熵解碼器采用了多種優(yōu)化方法。首先碼流緩存模塊采用了可復(fù)用的圓形寄存器結(jié)構(gòu)，相較于傳統(tǒng)的桶形移位寄存器結(jié)構(gòu)減少了轉(zhuǎn)存的級數(shù)，從而降低功耗;其次提出了一種帶有優(yōu)先級結(jié)構(gòu)的首一探測器，這種設(shè)計方式能夠有效提高尋找首一的效率;然后本文根據(jù)指數(shù)哥倫布二進制值codeValue與指數(shù)哥倫布碼值codeNum的關(guān)系，設(shè)計了可以進行復(fù)用的指數(shù)哥倫布解碼模塊，從而進一步減少面積消耗;再

4、者本文對CAVLC解碼模塊進行了大幅度優(yōu)化，采用合并解碼模塊，引入并行解碼機制，優(yōu)化碼表等方式，顯著提高了解碼H.264碼流殘差系數(shù)的速度;最后本文根據(jù)CA-2D-VLC碼表的特點，將一部分查表操作轉(zhuǎn)換成算術(shù)操作，減少了組合邏輯，并根據(jù)碼表間的切換規(guī)則，將碼表切換采用狀態(tài)機的方式實現(xiàn)。
　　本設(shè)計采用Verilog完成了寄存器傳輸級(Register Transfer Level，RTL)描述，基于通用驗證方法學(xué)(Universa