一种新的H.264/AVC标量量化并行VLSI结构(英文)

针对H.264视频编码标准关键技术52级标量量化的VLSI实现中,综合考虑速度和面积因素,传统结不适用H.264在高速高并行编码应用中的实时要求,通过采用部分CSD码无符号压缩移位加法树、参考电平连线、对量化系数和步长重新进行分组分段编码等方法,有效替代了H.264标量量化过程中出现的矩阵乘法、查表、除法等不利于硬件加速的算法,提出了一种非常适合流水加速的基于4×4块并行的VLSI结构,通过控制级联加法器级数就可以有效调节其速度性能,当级数为2时,其块处理速率可以达到121.6 MHz ,能够满足4096×2304 @120 Hz视频的实时处理要求。该结构在面积和功耗方面较传统结构也有较大的改进,采用SMIC 0.13μm工艺单元库,综合时钟频率设为100 MHz时,等效门和功耗分别节省了38 %和30 %。     

基于FPGA平台的电路级抗差分功耗分析研究

研究DPA攻击方法以及相应的电路级防护技术, 提出在FPGA (现场可编程门阵列)上实现WDDL的设计方法以及适用于FPGA的对称布线技术, 随后在FPGA 平台上实现一个4 位加法器并进行功耗分析。实验结果表明, WDDL电路的功耗波动比普通电路有较明显的下降。WDDL结构以一定的芯片面积为代价, 可有效降低FPGA功耗与数据的相关性, 具有较好的抗DPA (差分功耗分析)攻击性能。     

水下声学调制解调器动态可重构数字系统设计与实现

提出一种动态可重构的水下声学调制解调器数字系统,此系统将调制、解调模块定义为可重构模块,根据水下声学信道的检测结果,动态调整其调制解调方式和数据率,以提供低误码率、低能耗的通信。在Xilinx XUPV5 FPGA开发板上完成数字系统的实现与软硬件协同验证,结果表明功能正确,数字系统可以动态配置为2FSK和2PSK模式。与传统FPGA实现方法相比,动态可重构的设计方法提高了算法设计的灵活性,节约了数字系统硬件实现的资源。     

一种适用无线视频通讯低复杂度H.264 VBSME VLSI结构

针对无线视频通讯H.264编码器关键技术VBSME VLSI实现,提出了一种低复杂度结构,该结构由宏块输入缓存器,17×16 蛇形扫描寄存器阵列, 8×8 PE阵列,4×4 SAD加法树和四步可变块运动矢量生成器组成。在有效保持所有的H.264宏块特性的基础上,相对于宏块级的VBSME结构,通过采用新提出的四步可变块运动矢量生成器和双时钟频率调谐技术,主要的数据通道宽度缩减到25%, 硬件代价缩减到37％,关键路径延时由9.8?ns减少到8.2?ns,功耗约降低了50.3％。     

家庭网络中数字下变频器的设计与实现

基于经典的系统设计流程,设计并实现了一种应用于家庭网络核心SoC平台中无线通信系统接收机的专用数字中频下变频器。在系统级,利用系统建模工具MATLAB,完成了数字下变频器的行为建模及其功能划分;在电路级,完成了数字下变频器中主要功能模块的VLSI实现及其功能仿真。考虑到系统实现的复杂性及其硬件资源,对于数字滤波器,采用CSD和RAG等优化策略;对于数控振荡器,采用一种新型的结合LUT和CORDIC算法优点的混合算法实现方案。最后,搭建了基于Xilinx VirtexII XC2V1000-4FG256 FPGA的家庭网络无线通信系统验证平台,完成了数字中频下变频器的功能验证。     

一种适用无线视频通讯低复杂度H.264 VBSME VLSI结构(英文)

针对无线视频通讯H.264编码器关键技术VBSME VLSI实现,提出了一种低复杂度结构,该结构由宏块输入缓存器,17×16蛇形扫描寄存器阵列,8×8PE阵列,4×4SAD加法树和四步可变块运动矢量生成器组成。在有效保持所有的H.264宏块特性的基础上,相对于宏块级的VBSME结构,通过采用新提出的四步可变块运动矢量生成器和双时钟频率调谐技术,主要的数据通道宽度缩减到25%,硬件代价缩减到37%,关键路径延时由9.8ns减少到8.2ns,功耗约降低了50.3%。     

家庭网络中数字下变频器的设计与实现

基于经典的系统设计流程,设计并实现了一种应用于家庭网络核心SoC平台中无线通信系统接收机的专用数字中频下变频器。在系统级,利用系统建模工具MATLAB,完成了数字下变频器的行为建模及其功能划分;在电路级,完成了数字下变频器中主要功能模块的VLSI实现及其功能仿真。考虑到系统实现的复杂性及其硬件资源,对于数字滤波器,采用CSD和RAG等优化策略;对于数控振荡器,采用一种新型的结合LUT和CORDIC算法优点的混合算法实现方案。最后,搭建了基于XilinxVirtexIIXC2V1000-4FG256FPGA的家庭网络无线通信系统验证平台,完成了数字中频下变频器的功能验证。     

一种新的H.264/AVC标量量化并行VLSI结构

针对H.264视频编码标准关键技术52级标量量化的VLSI实现过程中,传统结构的速度和面积不能有效满足H.264在高速高并行编码应用中的实时要求,通过采用部分CSD码无符号压缩移位加法树、参考电平连线、对量化系数和步长重新进行分组分段编码等方法,有效替代了H.264标量量化过程中出现的矩阵乘法、查表、除法等不利于硬件加速的算法,提出了一种非常适合流水加速的基于4×4块并行的VLSI结构,通过控制级联加法器级数就可以有效调节其速度性能,当级数为2时,其块处理速率可以达到121.6MHz, 能够满足4096×2304@120Hz视频的实时处理要求。该结构在面积和功耗方面较传统结构也有较大的改进,采用SMIC 0.13μm工艺单元库,综合时钟频率设为100MHz时,等效门和功耗分别节省了38%和30％。     

根据数据统计特征的低功耗FFT处理器

提出了一种基于SDF（single-path delay feedback）结构的低功耗FFT处理器。该FFT处理器使用了根据输入数据的统计分布特征的功耗优化方案。详细分析了该方法的优缺点,并提出了相应的改进方案。使用中芯国际0.18 μm工艺设计实现了一个64点的FFT处理器,通过比较发现对于特定的数据流,大约可以节省15％的功耗。     

一种在FPGA上实现FIR数字滤波器的资源优化算法

针对原有在FPGA上实现高速FIR滤波器的移位加算法,进一步分析了算子调度的具体过程,讨论了在不同情况下该算法所能达到的最省资源的算子调度方案,并提出了优化的具体规则。在Xilinx spartan3系列FPGA上的实现结果表明,对于16阶固定系数FIR滤波器,相比于原有的移位加算法以及Xilinx Coregen^TM生成的同等规模的分布式算法滤波器,采用优化算法后的FIR滤波器可节省资源分别达11.7%和29.7%。