AVS視頻解碼器的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)研究.pdf

1、AVS視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是中國第一個(gè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字視頻編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其編碼效率與H.264/AVC相當(dāng)，是MPEG-2的2～3倍。2006年2月，AVS視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)正式被批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化推廣階段。作為AVS視頻產(chǎn)業(yè)鏈中最核心的部分，AVS視頻編解碼芯片的研究與設(shè)計(jì)對于AVS視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的推廣起著極其重要的作用。據(jù)估計(jì)，未來十年我國解碼芯片的年均需求量將達(dá)到4000多萬片。因此，研究AVS視頻解碼器設(shè)計(jì)意義重大。
　　

2、 目前，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方案已經(jīng)逐漸成為了視頻編解碼器的主流解決方案。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)兼顧了軟件的靈活性和硬件的高性能等特性，它使得復(fù)雜度極高的AVS視頻解碼器實(shí)現(xiàn)變得簡單。本文基于嵌入ARM內(nèi)核的SoC開發(fā)平臺開展AVS視頻解碼器的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)研究。
　　 首先，研究了軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。在軟硬件劃分中，除了考慮了各個(gè)模塊的計(jì)算量外，還研究了處理器和硬件加速器間的通信開銷、模塊間的數(shù)據(jù)搬移對系統(tǒng)性能的影響。探討了利用時(shí)間、

3、空間并行技術(shù)來提高系統(tǒng)性能。
　　 接著，以開源AVS視頻解碼參考代碼rm52j為基礎(chǔ)，將rm52j成功移植到了ARM平臺上。分析了算法中各個(gè)模塊的計(jì)算復(fù)雜度、處理器和硬件加速模塊間的通信開銷、以及硬件加速模塊間的并行性操作等，給出了AVS視頻解碼器的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)架構(gòu)。
　　 最后，對AVS視頻解碼硬件加速模塊——整數(shù)反變換、亮度插值和環(huán)路濾波進(jìn)行了算法詳細(xì)分析、硬件驅(qū)動(dòng)代碼設(shè)計(jì)和硬件電路設(shè)計(jì)，并在SoC平臺上對包含這