MPEG2视频解码器的总线设计及实现

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1、摘要随着集成电路设计和制造技术的发展，集成电路设计已进入片上系统(SOC)时代。由于系统复杂度的增加，设计所关注的焦点由新功能模块的设计和实现转变为评估，验证和集成软硬件模块，设计方法也由ASIC设计方法转变为IP重用、基于平台的SOC设计方法。总线设计是系统设计的重要方面之一。总线支持系统中各个功能模块间数据的有效传输。系统的性能不仅与功能模块的性能有关，也依赖于总线架构的设计。显然如何既满足系统的性能要求，又在硬件实现上的成本较低是设计的一个很大挑战。本文研究的对象是解码芯片中的视频解码子系

2、统在MPEG2主级、主层的应用，围绕总线结构的设计及视频解码子系统的系统集成和验证展开。由于视频系统处理的数据量大，并且在数字广播应用中需要进行实时解码，这要求在设计系统时不仅各个功能子模块要在规定的时钟周期内完成相应的功能，而且总线结构要适当选择，从而使整个系统能提供可以接受的性能。在描述系统的性能时，系统带宽是一个重要参数，本文就是从系统带宽的角度来对问题展开研究。针对上述问题，本文首先对解码器的架构进行详细地研究，并对各个解码功能模块的原理以及工作过程进行了详细分析，在此基础上，对系统的带

3、宽需求进行了详细分析，并总结了影响带宽的因素。然后在深入对各个子模块的工作特点分析的基础上，提出了针对于实验室的项目(MPEG．2解码芯片设计)的子模块互连的解决方案，采用单层、独立的系统总线和数据总线。为了探讨该方案工程应用的可能性，本文接下来用m模块完成系统的建模，并实现了视频解码各功能模块口的接口转换。同时，本文在对系统进行功能验证时采用了软硬件协同验证的方法，在Mentor的Seamless平台进行验证。相对于纯硬件仿真，这能够在更真实的情况下对系统进行验证，从而有助于在物理平台实现之前

4、发现硬件系统的错误。本文的分析对其它总线结构的系统有一定的借鉴意义，同时也为系统的优化提供了一定的依据。关键词片上总线；带宽；仲裁策略北京下业火学T学硕十学位论文AbstractWiththedevelopmentofICdesignandmanufacturetechnology,ICdesignhasgoneintosystemon—chip(soc)age．Sincethesystem’Scomplexityincreases，thedesignfocuschangesfromnewfun

5、ctionmoduledevelopmenttotheevaluation，verificationandintegrationofhardwareandsoftware，correspondingly,designmethodologyrevolutionWasappearing．TheSOCdesignmethodologyisbaseonIPreusedwhichiscalledplatformbaseddesign．On-chipbusisusedtotransferdatabetwee

6、nindividualmodules．Busarchitecturedesignisoneimportantpartofsystemarchitecturedesign,fortheperformanceofthewholesystemnotonlyrelatestoindividualmodulesbutalsototheinterconnectarchitectureamongthem．Apparently,meetingtheperformancerequirementwithlowcos

7、tisachallengeThethesisfocusesonthevideodecodesub-systemonvideodecoderchip，whichisconformstoMPEG-2mainprofile@mainlevelstandard，mainlyillustratesthebusarchitecturedesign，thesystemintegrationandCO-verification．Sincevideosystemhasthecharactersofalargeam

8、ountofdataneedingtoprocessandtransfer,furthermore,realtimedecodingisneededinthedigitalvideobroadcasting(DW)application,SOthesystemrequirementisasfollowed．Theindividualfunctionblockisnecessarytofinishitstaskwithinaspecificbusperiods，meanwhilethebusarc