H.264是目前最新的视频压缩编码标准，编码效率是MPEG-2的2～3倍，广泛应用于在通讯、计算机、消费电子等领域。同时，与之前的MPEG-1/2和H.263标准相比较，H.264的算法复杂度也大幅增加，因此采用硬件实现高性能H.264视频编解码处理就变得必要。帧内预测(Intra Prediction)正是H.264中引入的一种新的编码方式，在解码过程中，针对帧内预测的解码，运算量大，访存频繁，是整个H.264解码器设计尤其是硬件解码器设计中的重要组成部分。　　 本文面向高清晰度H.264视频解码应用，设计了一种H.264帧内预测处理结构，设计尝试采用高层次综合设计方法，采用C语言在算法层次上对设计进行描述，结合高层次综合工具将设计综合为RTL模型。由于描述层次更高，描述更为抽象，使得设计周期大大缩短。针对帧内预测解码模块，高层次综合可以对复杂多样的计算进行充分的算子调度和优化，从而得到尽可能优化的资源分配方案，自动完成帧内预测解码模块设计中本来由人工完成的部分。　　 本文设计编写了帧内预测解码模块的C模型。然后采用高层次综合工具Autopilot对该模型进行了从行为级描述到RTL级描述的综合，并使用自编写测试平台和基于JM的随机测试平台对该模型进行了功能验证。针对C模型的设计和高层次综合的过程对设计进行了优化，包括对表达式平衡、流水线化、存储体优化及对C模型的优化，并对其性能及成本进行了评测。通过对串行的计算进行平衡，对循环体流水化执行，分割存储体，减少C模型中不必要的数据传输及在C模型中增加变量用于缓存大数组中数据这些优化，该模块解码8x8亮度块的速度提高了62.7％。　　 本文采用高层次综合方法设计了一种高性能帧内预测解码结构，该结构可以在40M HZ的工作频率下每秒解码106.7M个像素。工作在35.24MH时，可实现H.264高清视频解码。