基于FPGA的低功耗JPEG解碼器的研究.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像逐漸成為人們獲取信息的主要來源。由于圖像信息量巨大，不便于傳輸和存儲(chǔ)，因此各種圖像編解碼技術(shù)越來越受到重視，其中JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)以其低復(fù)雜度、高壓縮比得到廣泛應(yīng)用。另一方面，由于FPGA的高速、高可靠性、低成本優(yōu)勢(shì)，使得基于FPGA的圖像處理技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。
　　 論文對(duì)JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)的各種模式和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入的研究，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，進(jìn)行了基于FPGA的低功耗JPEG解碼器的研究與設(shè)計(jì)。

2、總的設(shè)計(jì)包括碼流讀入模塊、熵解碼模塊、反量化反掃描模塊、IDCT模塊、顏色空間轉(zhuǎn)換模塊、RS232串口模塊、VGA顯示模塊。
　　 首先對(duì)JPEG編解碼算法和FPGA的開發(fā)流程做了簡要的介紹，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)解碼器的各個(gè)組成模塊進(jìn)行了詳細(xì)的研究與設(shè)計(jì)。其中對(duì)于熵解碼模塊，通過構(gòu)造新的查找表，提高了存儲(chǔ)器的利用效率，進(jìn)而提高了解碼器的速度；對(duì)于IDCT（離散余弦反變換）模塊，通過使用五級(jí)流水線和乒乓操作技術(shù)，優(yōu)化算法，提高了處理頻

3、率。
　　 其次，簡要介紹了各種低功耗技術(shù)，并在設(shè)計(jì)中使用鎖存器加與門的門控時(shí)鐘技術(shù)，在滿足時(shí)序要求的前提下，對(duì)解碼器中的熵解碼和IDCT模塊實(shí)現(xiàn)了低功耗的設(shè)計(jì)。
　　 整個(gè)設(shè)計(jì)在Altera公司的EP3C25Q240C8芯片上進(jìn)行綜合，給出了資源利用率和最高頻率，在Modelsim下進(jìn)行仿真，給出了仿真結(jié)果。利用功耗分析軟件PowerPlay進(jìn)行功耗分析，得出了功耗的對(duì)比結(jié)果。結(jié)果顯示，所設(shè)計(jì)的解碼器，資源利用和速度都