MPEG-2到MPEG-1视频转码的硬件实现

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  视频转码对时间的要求非常苛刻,以至于用高速的通用微处理器芯片也无法在规定的时间内完成必要的运算。因此,必须为这样的运算设计一个专用的高速硬线逻辑电路,在高速FPGA器件上实现或制成高速专用集成电路。用高密度的FPGA来构成完成转码算法所需的电路系统,实现专用集成电路的功能,因其成本低、设计周期短、功耗小、可靠性高、使用灵活等优点而成为适合本课题的最佳选择。 本文在深入研究MPEG-2标准和广泛阅读国内外相关文献资料的基础上,采用流水线和并行处理等硬件设计技术,完成了硬件转码系统中部分模块的结构设计和实现:总线接口模块与S5933PCI总线控制器的扩展总线接口,利用S5933提供的MAILBOX和PASS-THRU两种数据传送方式与主机进行数据交换,采用轮询的仲裁机制解决总线竞争;拆包模块接收MPEG-2传送流数据,从中提取MPEG-2视频序列流;解码模块对MPEG-2视频序列流进行处理,获取各种头数据和扩展数据,同时利用桶形移位器和查找表阵列进行变长码解码,恢复出宏块运动矢量、各编码块的DCT系数和其它关键参数,供转码使用;编码模块先进行定长码或变长码编码,再用桶形移位器将其连接成MPEG-视频序列流。本文还就部分设计单元与文献资料上提出的相应结构作了分析与比较。通过性能估算和电路仿真,各模块的数据吞吐率能够满足转码的要求。
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