基于FPGA的LZMA硬件壓縮設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)令信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的傳輸、存儲和處理是三個最主要的構(gòu)成部分。大量的數(shù)據(jù)傳輸和存儲對集成電路技術(shù)和通信技術(shù)提出了嚴(yán)苛的要求。為了能夠處理和傳輸大量的數(shù)據(jù)，需要使用大量的內(nèi)存并且占用大量的通信帶寬，如此一來就會增加系統(tǒng)硬件和數(shù)據(jù)通信的成本。所以在數(shù)據(jù)傳輸和存儲之前對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的壓縮處理是必要的。LZMA(Lempel-Ziv-Markov chain-Algorithm)是一種用于實現(xiàn)無損壓縮的算法，山Igor Pavlov于1998年提

2、出，目前在7ZIP中被用作默認(rèn)的壓縮算法，其對數(shù)據(jù)的壓縮率普遍高于其他常見壓縮算法。LZMA壓縮算法由LZ77算法（Abraham Lempel和Jacob Ziv于1977年提出）和自適應(yīng)區(qū)間編碼算法組成。LZMA壓縮算法高效的數(shù)據(jù)壓縮率，能夠顯著的減少存儲數(shù)據(jù)所需窄間、提升數(shù)據(jù)帶寬的效率。
　　雖然LZMA壓縮算法可以取得很好的數(shù)據(jù)壓縮率，但是基于軟件的LZMA壓縮算法壓縮速率很慢，并且在數(shù)據(jù)壓縮的過程中占用了大量的CPU資源

3、，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，長時間占用大量CPU資源，使得在進(jìn)行LZMA數(shù)據(jù)壓縮的同時進(jìn)行其他操作變成了難題。本文提出了一種基于FPGA實現(xiàn)的LZMA壓縮電路，基于該硬件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了多種用于加速LZMA算法的方法，在支持標(biāo)準(zhǔn)LZMA壓縮文件格式的同時，將壓縮速度提升到了近125Mbps，相比基于軟件的LZMA算法加速10倍以上，每個時鐘處理的相對數(shù)據(jù)近200倍。
　　本文提出的基于FPGA實現(xiàn)的LZMA壓縮電路對通用數(shù)據(jù)具有較好的數(shù)據(jù)壓