二维离散余弦变换的vlsi实现及ip软核设计

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1、华中科技大学硕士学位论文维离散余弦变换的VLSI实现及IP软核设计姓名：王智鸣申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：田金文20050512摘要随着遥感技术的发展，航天遥感图像的分辨率和采样率也越来越高，由此带来高分辨率遥感影像数据存储量和传输数据量随之急剧增长，数据码率高达2000Mbps以上，因此必须进行图像数据压缩。出于国家经济与安全利益的考虑，在星载信息处理系统的核心技术上，我们必须研制具有自主知识产权的，功能强大的，功耗低，体积小，重量轻与高可靠的星载图像处理系统芯片(SoC…SystemonChip)才能满足实时海量图像数据处理的要求。另

2、一方面，SOC开发的主要工作就是建立具有自主知识产权的IP核库。鉴于DCT变换在图像和视频信号压缩中的广泛应用。所以研究和开发具有自主知识产权的DCT模块，对于未来图像处理系统的SoC开发具有非常重要的理论和实际意义。基于以上的思路，本文首先概述了国内外各种离散余弦变化（DCT)的快速算法及其VI^I实现的硬件结构。在此基础上，提出了基于分布式算法的无乘法器全流水线DCT硬件结构。利用VerilogHDL硬件描述语言开发了RTL级代码，并进行了功能仿真。然后，本文根据IP软核设计的要求，将DCTIP软核在多种FPGA上进行适配，并且综合到UMC0.35um的标准

3、单元库上，提高了DCTIP核的可重用性。最后，本文比较分析了该DCTIP核与业界同类产品的优劣。论文的研究成果为进一步开发IP核库奠定了良好的基础。关键词：离散余弦变换（DCT);分布式算法；IP核；FPGA;ASICAbstractWiththerapiddevelopmentofremote-sensingtechnologiesandtheincreasingdemandofbetterImagequality,theresolutionandsampleratehasbecomehigherandhigher.Thetotalcoderatebecome

4、sasmuchas2000Mbps.So,therehasbeenagreatdemandofaneffectiveapproachtocompressthedata.Duetonationaleconomyandsecurity,weshoulddevelopourownpowerful,low-power,small-volumeandhighlyreliableinformationsystemsforoursatelliteSOC.IIOntheotherhand,themaintaskofSOCdevelopmentistocreateourownIP

5、(IntellectualProperty)cores.BecausetheDCThasbeenwidelyusedinimageandvideocompressionfield,todevelopareusableDCTIPcoreisveryimportantandvaluable.Basedontheaboveidea,thispapersummarizesthemostpopularDCTfastalgorithmsandtheirVLSIimplementationarchitectures.Then，ano-multiplier,DAbased,pi

6、pelinedDCThardwarearchitectureispresented.TheVerilogHDLsourcecodeisdeveloped,andthefunctionalsimulationiscompleted.Afterward,accordingtothedesignrequirementofIPsoftcore,weimplementthisDCTIPcoreonseveralkindsofFPGAs,andmapitontoUMC0.35umstandardcelllibrary,whichincreasesthereusability

7、ofthisIPcore.Finally,thepapercomparesthisDCTIPcorewithsomeindustryproducts,whichgivesourfutureworkmoreexperiencesandfirmfoundation.Keywords：DiscreteCosineTransform(DCT)；DistributedArithmetic；IPcore；FPGA；ASICII独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。近我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集

8、体已经发表或撰写过的研究