一种基于SoC平台设计的AVS解码器软硬件分区结构

视频解码芯片的结构因硬件强大的处理能力和软件灵活的可编程功能从硬件转向软硬件分区结构。该文针对AVS标准的算法和解码实现复杂程度,根据软硬件协同设计思想提出了一种结构划分合理的AVS高清视频解码器软硬件分区结构。根据AVS算法的特点该结构将宏块层以上部分的元素解析划归到软件解码中,将宏块层解码划为硬件处理。经验证,该结构设计可实现AVS高清码流解码,并在C语言编写的硬件平台仿真程序中得以实现。     

一种SoC架构的AVS硬件解码器设计方案

根据AVS音视频解码标准提出的算法设计了一种SoC架构的AVS解码芯片设计方案。该方案能够有效的减小纯硬件实现AVS硬件解码器的复杂度。采用软硬件协同设计的思想,降低解码器设计的难度,同时提高解码的灵活性。     

基于AVS的软硬件协同可变长码解码器设计

提出一种基于软硬件协同方法的AVS可变长码解码器结构设计.定长码、指数哥伦布码及AVS视频标准特有的基于内容自适应二维可变长码(CA-2D-VLC)均可在该解码器上实现正确解析.通过对19张可变长码表的优化整合,提出一种新的码表设计方法.经验证,新码表相较使用原始码表可将硬件消耗降低30%以上.为确保整个系统设计的合理性和正确性,以RM52J为蓝本编写针对本解码器的验证器,通过对92个一致性测试码流序列解析对比,表明本设计满足AVS视频解码要求.     

基于ESL的MEPG-4解码SoC软硬件协同设计

随着SoC(System on Chip)系统设计复杂度的不断提高,设计前期在系统级别进行软硬件规划对SoC 性能的影响日趋增加,在复杂视频解码SoC 设计中迫切需要高效的性能分析和验证平台从架构层次上优化性能.将基于电子系统级设计(Electronic System Level , ESL)仿真方法在MPEG-4 视频解码SoC 软硬件协同设计中的应用,利用ARM SoC-Designer ESL 平台分析软件算法的瓶颈,实现软硬划分.通过SystemC 对硬件单元周期精确建模,最终实现了MEPG-4 解码软硬件协同仿真验证.实践证明利用ESL 进行系统设计不仅可以有效提高仿真速度而且设计的视频解码硬件能有效改善系统的性能.     

一种SoC架构的AVS硬件解码器设计方案

根据AVS音视频解码标准提出的算法设计了一种SoC架构的AVS解码芯片设计方案。该方案能够有效的减小纯硬件实现AVS硬件解码器的复杂度。采用软硬件协同设计的思想,降低解码器设计的难度,同时提高解码的灵活性。     

应用于AVS视频解码器的VLD设计

设计了一种可应用于国家标准AVS(Audio Video Coding Standard)的变字长解码器,根据码流特点进行硬件模块划分;采用桶形移位器并行解码,每个时钟解一个码字,采用Verilog语言进行设计、模拟,通过了FPGA验证。用0.18μmCMOS工艺库综合,电路规模为1.6万门左右,最高频率能够达到166MHz,可实时解码720p/1080i高清AVS码流。     

应用于AVS视频解码器的VLD设计

设计了一种可应用于国家标准AVS(Audio Video Coding Standard)的变字长解码器,根据码流特点进行硬件模块划分;采用桶形移位器并行解码,每个时钟解一个码字,采用Verilog语言进行设计、模拟,通过了FPGA验证.用0.18μmCMOS工艺库综合,电路规模为1.6万门左右,最高频率能够达到166MHz,可实时解码720p/1080i高清AVS码流.     

高清晰度电视视频解码器的研制

介绍高清晰度电视视频解码器。本视频解码器可以对输入码率在６０Ｍｂ／ｓ以下的ＭＰＥＧ－２视频ＰＥＳ包进行实时解码。采用四片商用ＭＰＥＧ－２ＭＰ＠ＭＬ视频解码芯片作为主芯片，并行处理，从而缩短了开发周期，降低了开发费用并且获得较好的性能。详细讨论了该高清晰度电视视频解码器的硬件结构和实现方法。     

基于SoC平台的AVS可变长解码器设计

AVS是我国自主制定的音视频编码技术标准。可变字长编解码是AVS标准中的一项重要技术,该文提出了一种基于SoC平台的AVS可变字长解码（VLD）设计。根据AVS变长码表的特点,重新设计合理的变长码表减少时钟消耗,采用c语言和汇编语言进行设计、模拟,并通过了SoC仿真平台验证。在164MHz工作频率下实现满足基准档次6．0级别的AVS高清视频码流的实时解码要求。     

AVS解码器帧内预测模块硬件优化设计

根据AVS标准中的帧内预测算法特点提出一种用于AVS解码器的帧内预测硬件模块优化设计方案,该设计使用两维滤波单元对参考数据进行处理,每个块的帧内预测运算在8个时钟周期内完成.与此同时,结合寄存器的移位操作简化参考数据选择机制,避免大量高位宽数据选择器的使用,减少资源的消耗.综合结果表明,该设计满足高清图像的实时解码需求.     

Implementation of AVS Jizhun decoder with HW/SW partitioning on a coarse-grained reconfigurable multimedia system

In this paper,a TPP(Task-based Parallelization and Pipelining)scheme is proposed to implement AVS(Audio Video coding Standard)video decoding algorithm on REMUS(REconfigurable MUltimedia System),which is a coarse-grained reconfigurable multimedia system.An AVS decoder has been implemented with the consideration of HW/SW optimized partitioning.Several parallel techniques,such as MB(Macro-Block)-based parallel and block-based parallel techniques,and several pipeline techniques,such as MB level pipeline and block level pipeline techniques are adopted by hardware implementation,for performance improvement of the AVS decoder.Also,most computation-intensive tasks in AVS video standards,such as MC(Motion Compensation),IP(Intra Prediction),IDCT(Inverse Discrete Cosine Transform),REC(REConstruct)and DF(Deblocking Filter),are performed in the two RPUs(Reconfigurable Processing Units),which are the major computing engines of REMUS.Owing to the proposed scheme,the decoder introduced here can support AVS JP(Jizhun Profile)1920×1088@39fps streams when exploiting a 200 MHz working frequency.     

改进PSO算法在软/硬件划分中的应用

针对嵌入式系统中的单MPU和单ASIC体系结构问题,提出一种改进粒子群算法,将该算法应用到数字音视频解码器的软/硬件划分中,一次运行可以获得较多Pareto最优解。讨论目标函数、系统约束、粒子比较准则、拥挤距离函数、变异算子和粒子适应度等问题的处理。实验结果表明,该算法改善了传统算法产生未成熟收敛、较少Pareto最优解和Pareto最优解前端分布不均匀的问题,增强算法的自适应性及结果的全局最优性。     

An Efficient VLSI Architecture for Motion Compensation of AVS HDTV Decoder

In the part 2 of advanced Audio Video coding Standard （AVS-P2）, many efficient coding tools are adopted in motion compensation, such as new motion vector prediction, symmetric matching, quarter precision interpolation, etc. However, these new features enormously increase the computational complexity and the memory bandwidth requirement, which make motion compensation a difficult component in the implementation of the AVS HDTV decoder. This paper proposes an efficient motion compensation architecture for AVS-P2 video standard up to the Level 6.2 of the Jizhun Profile. It has a macroblock-level pipelined structure which consists of MV predictor unit, reference fetch unit and pixel interpolation unit. The proposed architecture exploits the parallelism in the AVS motion compensation algorithm to accelerate the speed of operations and uses the dedicated design to optimize the memory access. And it has been integrated in a prototype chip which is fabricated with TSMC 0.18-#m CMOS technology, and the experimental results show that this architecture can achieve the real time AVS-P2 decoding for the HDTV 1080i （1920 - 1088 4 ： 2 ： 0 60field/s） video. The efficient design can work at the frequency of 148.5MHz and the total gate count is about 225K.     

AVS-M解码在Symbian平台上的实现

AVS-M是<先进音视频编码>系列标准AVS的第七部分,是无线网络与手机等移动设备视频编解码的规范和标准,高效快速的编解码器对AVS-M标准能否得到推广和应用有着极其重要的作用.介绍了AVS-M标准参考代码移植到Symbim平台的方法和要解决的问题,并针对Symbian手机平台对AVS-M标准参考代码给出几种优化方法,实现了AVS-M在NOKIA 6670上解码QCIF格式达到15帧/秒,基本上能够实现在Symbian平台的流畅播放,对推广AVS-M有很大的帮助.     

一种针对动态部分可重构SoC软硬件划分的高效MILP模型

异构片上系统(System-on-Chip,SoC)在同一芯片上集成了多种类型的处理器,在处理能力、尺寸、重量、功耗等各方面有较大优势,因此在很多领域得到了应用。具有动态部分可重构特性的SoC(Dynamic Partial Reconfigurability SoC,DPR-SoC)是异构SoC的一种重要类型,这种系统兼具了软件的灵活性和硬件的高效性。此类系统的设计通常涉及到软硬件协同问题,其中如何进行应用的软硬件划分是保证系统实时性的关键技术。DPR-SoC中的软硬件划分问题可归类为组合优化问题,问题目标是获得调度长度最短的调度方案,包括任务映射、排序和定时。混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)是求解组合优化问题的一种有效方法;然而,将具体问题建模为MILP模型是求解问题的关键一环,不同建模方式对问题求解时间有重要影响。已有针对DPR-SoC软硬件划分问题的MILP模型存在大量变量和约束方程,对问题求解时间产生了不利影响;此外,其假设条件过多,使得求解结果与实际应用不符。针对这些问题,提出了一种新颖的MILP模型,其极大地降低了模型复杂度,提高了求解结果与实际应用的符合度。将应用建模成DAG图,并使用整数线性规划求解工具对问题进行求解。大量求解结果表明,新的模型能够有效地降低模型复杂度,缩短求解时间;并且随着问题规模的增大,所提模型在求解时间上的优势表现得更加显著。     

ECC专用指令处理器软硬件协同设计

提出了一种专用指令处理器的软硬件协同设计方法,该方法可以在设计的早期阶段对处理器进行系统探索和验证.根据椭圆曲线密码算法的特点,并按照专用指令处理器的设计原则,以椭圆曲线密码运算基本操作及运算存储特性为基础,设计了超长指令字ECC专用指令处理器的指令集结构模型.根据处理器的指令集结构模型,以指令模拟器为基础,搭建了处理器的软硬件协同验证平台,从系统设计、RTL描述和FPGA硬件原型3个不同层次对处理器进行了验证.     

HDTV中面积优化的RS解码器VLSI实现

提出了一种面积优化的Reed-Solomon(RS)解码器实现方法,其运用折叠结构来实现解码过程矢量运算的求解电路。该方法提高了解码器主要运算部件的复用率,缩减了其电路规模。基于TSMC 0.25标准单元库的实现结果显示该文设计的解码器电路规模为约27 000门,与同类设计相比规模最大可缩减39%,该设计已集成在一款符合DVB-C标准的HDTV信道解调芯片中并已通过实场测试。     

基于改进0-1动态规划的软硬件划分算法研究*

软硬件划分已被证明是NP完全问题,大多数研究主要集中在寻找各种快速的近似算法,常见的有爬山法、遗传算法、模拟退火、禁忌搜索等.这些算法大多只能处理小规模问题,而且是单纯从算法角度来研究软硬件划分问题,并没有考虑系统成本.以软硬件协同函数库为统一抽象模型,将系统执行时间、系统成本以及硬件面积等因素融入到0-1动态规划算法...     

软硬件协同设计实现LTE关键算法的方法

为在超标量(superscalar)和超长指令字(VLIW)双模式混合架构的数字信号处理器上高效运行LTE通信系统,分析LTE的物理层模型,找到系统中的性能瓶颈,针对性能瓶颈提出软硬件协同设计的方法,对LTE关键算法进行优化.选择OFDM发射机和信道估计模块进行重点研究,从算法层面进行分析和优化,从处理器层面进行优化,其中包括指令集的改进和处理器结构的调整.实验结果表明,该方法有效可行,该处理器有良好的性能,LTE系统能在其上高效运行.