面向视频解码应用的SOPC系统研究
[Abstract]:With the development of science and technology, video applications are becoming more and more popular, changing the way we live, communicate and work. However, the amount of uncompressed video data is often very large, which is not convenient for storage and transmission, so video compression coding is needed to reduce redundant information. H.264 is one of the commonly used video compression standards. It has the advantages of high compression rate and high signal-to-noise ratio, especially for low bit-rate video applications. Based on ASIC, based on DSP and based on GPU. In this paper, H.264 video decoding is realized by SOPC based on FPGA. SOPC has the characteristics of programmable software and hardware, and high design flexibility, so it is very suitable for the prototype design of SOC system. This paper first introduces H.264 video coding and decoding technology and SOPC development technology based on FPGA. Then, aiming at the realization of H.264 low bit-rate video decoding on Xilinx FPGA, two kinds of SOPC system design schemes based on software decoding and hardware decoding are analyzed. In the SOPC system based on software decoding, the software decoding program is executed by the Power PC processor, while the SOPC system based on the hardware decoding is completed by the specific hardware circuit module. In the design of SOPC system based on software decoding, the IP cores such as Power PC440,Crossbar,MPMC and tft controller of Xilinx are deeply studied, and in the XPS development environment, Using these IP cores, an embedded system hardware platform which can run the operating system and support video output display is built. By transplanting the Linux operating system on the embedded system hardware platform based on Power PC, and running the open source software decoding program MPlayer, on the Linux, the H.264 video decoding and output display are realized by software. In the design of SOPC system based on hardware decoding, the H.264 video decoding of basic grade (Baseline Profile) is realized by integrating the third party H.264 hardware decoding IP core, and the software part completes the video output display. This paper simulates the functions of third-party IP cores based on Modelsim, and then discusses the process of integrating custom IP cores in XPS in detail, including the realization of PLB interface, the establishment of IP core directory and the debugging of IP cores by Chip Scope. The experiment results show that the IP core can be decoded by the third party hardware, and the H.264 video can be decoded in real time with the basic QCIF size. In addition, this paper presents a hardware architecture of H.264 decoder combined with hardware and software. The design of CAVLC entropy decoding sub-module is completed with Verilog language. The simulation results on Modelsim show that the module functions correctly.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN919.81
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,本文编号:2283459
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