視頻編碼芯片設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)研究.pdf

1、視頻編碼技術(shù)節(jié)省帶寬，節(jié)約存儲(chǔ)空間，在數(shù)字電視廣播，多媒體通信等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用背景。隨著超大規(guī)模集成電路飛速發(fā)展，視頻編碼芯片為實(shí)時(shí)編碼提供了一種可行的解決方案。邏輯電路和存儲(chǔ)單元是數(shù)字芯片兩個(gè)主要組成部分。存儲(chǔ)設(shè)計(jì)除了在模塊設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)局部?jī)?yōu)化，還要在系統(tǒng)層面做全局優(yōu)化。在綜合考慮系統(tǒng)流水，總線帶寬，模塊硬件結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理吞吐率等因素的情況下進(jìn)行存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，對(duì)減少芯片總面積和降低功耗具有重要意義。 本文首先介紹視頻混合編碼框架，芯

2、片設(shè)計(jì)流程和總線互聯(lián)協(xié)議，回顧國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，明確視頻編碼芯片設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)設(shè)計(jì)分成片外存儲(chǔ)設(shè)計(jì)和片上存儲(chǔ)設(shè)計(jì)。本文通過(guò)分析常用片外存儲(chǔ)器SDRAM特點(diǎn)，利用SDRAM多頁(yè)結(jié)構(gòu)，提出象素點(diǎn)信息和控制信息在片外存儲(chǔ)器存放格式，達(dá)到減少延遲，降低總線帶寬的目的。在此基礎(chǔ)上提出多參考幀的幀存管理算法及其硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，從而支持跳幀，實(shí)現(xiàn)I幀插入，隨機(jī)訪問(wèn)點(diǎn)插入等擴(kuò)展功能。 片上存儲(chǔ)設(shè)計(jì)不是一個(gè)完全孤

3、立的過(guò)程，和硬件模塊的流水控制與片外存儲(chǔ)訪問(wèn)有緊密聯(lián)系。硬件編碼器工作在不同流水級(jí)的模塊由于數(shù)據(jù)處理速度不同，需要模塊間的數(shù)據(jù)緩存。以視頻采集模塊FIFO大小設(shè)計(jì)為例介紹不同數(shù)據(jù)率之間匹配。以插值數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)為例介紹雙端口RAM數(shù)據(jù)復(fù)用。 在模塊設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)設(shè)計(jì)必須考慮和速度與規(guī)模之間的相互聯(lián)系，從而在滿足時(shí)鐘約束條件下，使得總面積最小。利用這個(gè)設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行去塊濾波模塊設(shè)計(jì)。通過(guò)調(diào)整濾波順序，優(yōu)化片上存儲(chǔ)，提出適合標(biāo)清