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随着视频压缩技术以及超大规模集成电路技术的发展,视频压缩编解码芯片应用越来越广泛。本文在深入研究了各种熵编码原理的基础上,基于最新一代视频压缩编码标准H.264,完成了CAVLC和Exp-Golomb熵编解码器的ASIC设计。
对于Slice层以上的数据,H.264采用的是Exp-Golomb码进行编解码,对于Slice层(含)以下的残差数据,H.264采用的是基于上下文的自适应可变长码(CAVLC)和基于上下文的自适应二进制编码(CABAC)。
在权衡各种影响因素的基础上,本文完成了Exp-Golomb编解码器的ASIC设计,并且设计了“首位1检测”的实现方法。在综合考虑了编码效率以及计算复杂度的基础上,Slice层(含)以下的残差数据将采用CAVLC进行编解码。本文完成了CAVLC部分的ASIC设计。其中CAVLC解码器分为查表解码部分和Level计算解码部分。查表解码部分设计了“指数递增/减”快速搜索算法,使得正确解码一个码字的时间小于15个时钟周期。
本文完成了视频解码芯片输入码流控制部分的ASIC设计。其通过对一个4K*9的SRAM进行读写操作后找到相应的NAL单元的头,并且去除每个NAL码流中为了防止竞争而插入的0x03字节,为下一步解码做好准备。
本文的整个工作分为H.264协议研读,模块功能划分,Cmodel功能仿真,VerilogHDL代码编写,RTL级仿真,以及综合等。编码器A