基于fpga的lz77和lzw混合压缩算法的实现

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1、鮮巧级：—么万＿：，ＵＤＣ＾：６２３８＿Ｌ＿－‘：Ｖ．擊安為Ｌ．々权—学号１＾：３３４２１卢式＊化：化ｔ參．東Ｉ魚大葦亀硕ｉ学位论文基于ＦＰＧＡ的ＬＺ７７和ＬＺＷ混合压缩算法的实现研究生姓名：王超凡导师姓名：李冰教巧申请学化类別工学硕±学位巧予单位东南大学一级学科名称电子科学与技术论义答辩日期２０１６年０５月３０日级巧科名称集成电巧巧计学仿巧予曰期２０１６巧月日答辩蚕Ｍ含书席秦明评阅人表巧朱明程２０１６年０５

2、月３０日ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮＯＦＬＺ７７ＡＮＤＬＺＷＨＹＢＩＲＤＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮＡＬＧＯＲＩＴＨＭＢＡＳＥＤＯＮＦＰＧＡＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉ行ｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ出ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢＹＷａｎＣｈａｏｆａｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬｉＢｉｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｔｅｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓｇＳｏｕｔｈ

3、ｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１６ｙ东南大学学位论文独创性污明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。－－）研究生签名：父／＇：王ｆｅ行．曰期化矣东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、

4、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电。子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容巧纸质论文的内容相－，致，允可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）。除在保密期内的保密论文外许论文被查阅和借阅论文的全部内容或中（包括电子信息形式刊登）授权东南大、英文摘要等部分内容。论文的公布学研巧生院办理。研巧生签名；搬＾摘要数字化信息时代的互联网技术带来了海量数据的产生，同时复杂的系统和频繁的数据交换レ义及数据处理的实时性，对信息的存储空间和网络传输提出了更高的要求

5、。无损数据压缩技术可在不损失有效信息的前提下，通过缩减信息数据量Ｗ减少信息存储空间，提高其传输、存储和处理效率。ＬＺ７７和ＬＺＷ压缩算法作为字典压缩算法的典型代表，具有性能较好、复杂度适中且易于硬件设计等特点，但其软件实现方式压缩速率低，ＣＰＵ资源占用严重，无法应用于实时压缩领域：硬件实现方式因其并行计算和流水线结构优势而日渐得到重视。本文根据ＬＺ７７和ＬＺＷ压缩算法的基本原理，通过分析多种影响ＬＺ７７和ＬＺＷ压缩性能的关，提出诸如双Ｈａｓｈ函数查找方式、并行匹配处理方法、更有效的ＬＺ７７数据存储格

6、式键因素、高效数据拼接器Ｗ及并行Ｈａ洗函数查找方式等多种加速方法及其硬件结构，并设计出相应的ＬＺ７７和ＬＺＷ硬件压缩电路：根据ＬＺ７７和ＬＺＷ的算法特性，将这两种算法进行整合，设计混合压缩电路，并且通过设置不同的压缩级别和工作模式来调整压缩率和压缩速率之间的平衡关系Ｗ及实现混合压缩或独立压缩的功能。－ｌＶ６ＭＬ６０５ＰＧＡＦｔｅＡｒｒａ本文设计的混合压缩电路使用ＸｉｉｎｘｉｒｔｅｘＦ（ｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｙ，现场可编程口阵列）进行功能验证，ａｉｉｕｓ，使用Ｃｌｇａ

7、ｙＣｏｐ标准压缩测试源进行测试，其测试结果表明本文采用多种加速方法所设计的ＬＺ７７和ＬＺＷ硬件压缩电路，通过配置不同的压缩参数，可获得较好的压缩率（４２．８５％），或较高的压缩速率（１７１．２Ｍｂｐｓ），同软件相比压缩速率有着巨大的提升：而一．混合压缩电路在保证压缩速率的同时进步优化压缩率，使其达到巧６６％的最优压缩率；通过配置相应的参数使混合压缩电路工作在不同的工作模式从而满足网络通信、数据存储等实时压缩应用需求。，，Ｌ，．混合压缩，关键词：无损数据压缩硬件实现Ｚ７７ＬＺＷ可配置ＩＡｂｓｔｒ

8、ａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｅｒｎｅｅｃｈｎｏｏｏｆａｎｆｏｒｍａｉｏｎａｅｒｏｃｅｄｖａｓａｍｏｘｍａｔａ．ｍｔｔｔｌｇｙｄｉｇｉｔｌｉｔｇｐｄｕｔｔｓｏｆｄＣｏｍｐｌｅｘｓｙｓｔｅｓ，ｕｅｎ－ｎｎｅｆｒｅｑｔｅｘｃｈａｎｇｅｏｆｄａｔａａｎｄｒｅａｌｔｉｍ