基于H.264及AVS高清视频解码芯片的研究及ASIC实现

来源 :同济大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:stacy_sj
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AVS是我国自主开发的视频编码标准,而H.264是国际上性能很好的一个视频编码标准。相比与以前的MPEG系列、H.26X系列来说,H.264/AVC和AVS视频压缩标准,在同样的图像质量情况下,能大幅度地提高压缩比,但与此同时硬件实现解码的复杂度也随之上升,给硬件设计带来一定的挑战。研究设计同时支持这两个标准的解码芯片,不仅使得芯片的功能更强,而且对于以后的双模或多模视频解码芯片的研究具有重要的意义。虽然AVS和H.264两种标准在算法上有不小的差别,但它们之间存在着共性,本设计利用了两者的共同点,采用了模块复用的设计方法,这种方法大大减小了芯片的面积,也意味着减小了芯片的成本,提高芯片的市场竞争力。本设计利用PCI总线传输解码需要的视频流以及完成系统的调试工作。由于AVS、H.264的新特点,比如:多参考帧、可变块大小、4抽头/6抽头插值滤波器,AVS&H.264视频解码器带宽要求额外高。本设计考虑到系统对带宽的要求和成本问题,选用DDR SDRAM作为外存。本文在讲述整个解码芯片的整体设计后,将重点分析PCI DMA控制器件、解码图象在SDRAM中的摆放及参考块读取模块的设计。在设计方法上,采用自顶向下的设计方法,首先进行系统结构设计,并用C语言设计了系统模型,由C模型为RTL的仿真提供测试向量。在设计的各个阶段都进行了仿真,以保证每个阶段设计的正确性。针对仿真后的RTL代码,对解析AVS和H264的码流进行了周期分析,并通过了FPGA验证,在FPGA上能够实时解码标准清晰度视频。ASIC综合使用了SIMC的0.18μm CMOS单元库,用Synopsys的Design Compiler进行综合,综合及仿真结果表明,该设计能够实现高清晰度视频的实时解码。
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