面向VOD服務的FPGA加速器的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著多媒體技術的發(fā)展,網絡帶寬的提高,視頻點播(Video-on-Demand, VOD)成為了一種研究熱點。視頻流服務器集群規(guī)模的增大使得服務器的功耗增大,而視頻傳輸對帶寬的高需求也對帶寬消耗提出了限制。為了降低視頻流服務器的功耗以滿足綠色計算的需求,并節(jié)省帶寬以避免帶寬擁擠問題,本文研究并實現(xiàn)了一種基于FPGA硬件的視頻點播加速器架構。FPGA具有低功耗、可重構和便于編程的特點。FPGA便于編程的特點使得在短期內能夠快速實現(xiàn)原型系統(tǒng)

2、并對其進行驗證;FPGA的可重構特點使得內部結構可以依據(jù)應用需求進行動態(tài)更改,從而發(fā)揮出最優(yōu)的性能;同時,FPGA相比于通用CPU具有較低的功耗。
　　本文的主要貢獻和創(chuàng)新之處在于:第一、設計并實現(xiàn)了一種通用的硬件視頻點播加速器架構?；贔PGA可重構的特點,通過對系統(tǒng)進行部分重構,這種架構可以方便地實現(xiàn)對不同的視頻文件進行點播支持。第二、設計并實現(xiàn)了基于標準HTTP協(xié)議進行視頻點播的硬件結構。標準協(xié)議的支持使得用戶可以直接通過瀏

3、覽器對FPGA硬件視頻點播加速器進行訪問,而不需要依賴于專用的客戶端,從而能夠方便地部署在當前的網絡應用中。第三、設計并實現(xiàn)了基于HTTP協(xié)議的文件動態(tài)分塊與傳輸方法。采用動態(tài)分塊方法,僅傳輸必要的媒體數(shù)據(jù),減少無效數(shù)據(jù)的傳輸,從而節(jié)省帶寬。
　　基于Xilinx Virtex6 FPGA,本文設計并實現(xiàn)了一種視頻點播加速器原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)的實現(xiàn)工作量大,編碼與調試工作非常復雜。實現(xiàn)結果——FPGA總體資源使用為30％左右,工作頻