基于LZW算法的數(shù)據(jù)無損壓縮硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們的生活逐漸被海量數(shù)據(jù)淹沒，由此催生出了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。其中的無損壓縮技術(shù)，在電信、航天、醫(yī)療等領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用背景。該技術(shù)的硬件實(shí)現(xiàn)方案，因?yàn)閴嚎s速度快、性能強(qiáng)而日益獲得人們的重視，成為一個(gè)熱門的研究方向。 本設(shè)計(jì)提出了一種基于LZW優(yōu)化算法的數(shù)據(jù)無損壓縮硬件實(shí)現(xiàn)。根據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)對(duì)算法做了相應(yīng)改進(jìn)，將LZW與霍夫曼編碼相結(jié)合，引入了并行分級(jí)體系、虛擬字典概念和FIFO更新策略。 根據(jù)改進(jìn)算法

2、設(shè)計(jì)了壓縮器體系結(jié)構(gòu)，采用并行字典查找方法，改善匹配串地址編碼，適于硬件實(shí)現(xiàn)，提高了查找速度。字典被拆分成8個(gè)小字典，寬度遞增，有效節(jié)省了存儲(chǔ)空間。壓縮器分成各個(gè)模塊，并用硬件描述語言Verilog HDL，設(shè)計(jì)。體系結(jié)構(gòu)清晰，減少了代碼量，體現(xiàn)了模塊化思想。采用控制寄存器來配置壓縮器，清晰分離了控制部分和數(shù)據(jù)部分，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)。采用基于CRC8碼比較的BIST設(shè)計(jì)，有利于提高測(cè)試速度，體現(xiàn)了DFT思想。 設(shè)計(jì)完成后，用C程序完成

3、仿真模型，驗(yàn)證了系統(tǒng)功能的正確性。比較各種字典劃分方法，證明了所選擇方案的合理性。在Modelsim仿真環(huán)境中，對(duì)代碼進(jìn)行功能仿真，結(jié)果表明壓縮器可以正確按照改進(jìn)算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。使用Synplify工具，以Xilinx的 Virtex4系列器件XC4VFX100為目標(biāo)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合，結(jié)果顯示工作頻率達(dá)到了175MHz，資源占用情況也可以接受。壓縮器數(shù)據(jù)處理能力達(dá)到601Mbps，是同樣算法的軟件實(shí)現(xiàn)的20倍，與市面上同類產(chǎn)品相比亦毫