MPEG-4是目前非常流行的視頻壓縮標準,基于MPEG-4的視頻處理系統有兩種體系結構:可編程結構和專用結構.可編程結構靈活,適用范圍廣,易于升級,但電路復雜,電路功耗大.專用視頻編解碼器結構硬件開銷小,處理速度高.該文主要研究專用的MPEG-4視頻編解碼芯片設計方法.目前市場上MPEG-4視頻編解碼芯片主要是Simple Profile級別的,而我們設計的芯片要實現Advanced Simple Profile級別.該文采用了一種基于大規模FPGA的軟硬件相結的芯片設計方案,我們設計了基于FPGA的MPEG-4芯片設計開發平臺,完成算法的硬件仿真與測試.論文圍繞基于FPGA的MPEG-4芯片開發系統設計,分為兩個部分.第一部分介紹了目前國內外實現MPEG-4視頻處理系統的主要方法和應用,概述了國際上MPEG-4視頻編解碼芯片設計的一般方法及其發展趨勢,詳細描述了我們的基于FPGA的MPEG-4編解碼芯片開發系統的結構.第二部分重點講述了基于FPGA的MPEG-4芯片開發系統各個電路模塊的設計,包括電源模塊、FPGA配置模塊、時鐘生成模塊、視頻輸入/輸出模塊、RS232串口模塊、以太網接口模塊、USB接口模塊等.同時也介紹了I<'2>C總線控制器的FPGA實現以及USB接口的實現.FPGA開發板作為高速電路板,論文中也討論了高速電路板設計的一般規則.該文采用的基于大規模FPGA的芯片設計方法,大大縮短了芯片設計周期;開發系統采用子母板結構,既方便了調試,又節約了成本;利用兩塊FPGA來完成視頻編解碼的不同功能模塊,增強了系統的靈活性;開發系統為視頻和碼流提供了多種可選的接口,提高了系統的靈活性和適應能力;同時開發系統采用了多種配置方式,可調時鐘輸入,增加測試點、指示燈和用戶輸入等等面向芯片設計的設計策略,為芯片調試與測試提供了方便.由于該文的MPEG-4視頻編解碼芯片開發系統是基于FPGA設計的,因此在滿足實時性要求的同時,還具有性能良好的硬件結構和高度的可擴展性,易于修改,也適用于其他視頻編解碼芯片(比如H.264)的設計與開發.
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