基于SOPC技術(shù)的視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著數(shù)字視頻處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及移動(dòng)智能終端的普及，人們對(duì)視頻形式的多媒體業(yè)務(wù)的需求不斷增長(zhǎng)。然而，數(shù)字視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)量極大，占用大量的存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬，為此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)陸續(xù)提出了多種數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。其中，JPEG2000壓縮標(biāo)準(zhǔn)憑借優(yōu)異的特性在移動(dòng)通信和IP網(wǎng)的視頻傳輸中得到廣泛應(yīng)用。JPEG2000編解碼器擁有優(yōu)異特性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)卻很復(fù)雜，已成為影響視頻傳輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵因

2、素。SOPC是基于FPGA的單片高性能嵌入式系統(tǒng)，具有軟硬件皆可編程的特點(diǎn)，可將復(fù)雜的算法使用硬件加速實(shí)現(xiàn)，能夠有效改善系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。
　　本文在研究了JPEG2000編碼算法和SOPC設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了視頻傳輸系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)以及在Zynq7000平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)。論文的主要內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面:
　　(1)研究了SOPC軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，同時(shí)針對(duì)Zynq7000平臺(tái)深入學(xué)習(xí)了Xilinx提供的設(shè)計(jì)方法、開(kāi)發(fā)工具和設(shè)

3、計(jì)流程，然后根據(jù)系統(tǒng)要求，完成了視頻傳輸系統(tǒng)的軟硬件劃分和總體架構(gòu)設(shè)計(jì);(2)研究了可重用IP核設(shè)計(jì)技術(shù)，同時(shí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了JPEG2000編碼器的接口、AXI4總線(xiàn)協(xié)議和AXI-Datamover的使用方法，完成了可重用jp2k_core核的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);(3)根據(jù)軟硬件劃分結(jié)果，分析了硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和軟硬件接口，完成了硬件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，然后基于Vivado IDE實(shí)現(xiàn)了硬件系統(tǒng);(4)根據(jù)軟硬件劃分結(jié)果，分析了軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和軟硬

4、件接口，完成了軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。然后，針對(duì)軟件系統(tǒng)功能模塊，分別實(shí)現(xiàn)了Zynq7000平臺(tái)的Linux移植、基于V4L2規(guī)范的視頻采集程序設(shè)計(jì)、基于Socket接口的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)、基于Misc驅(qū)動(dòng)模型的jp2k_core模塊的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和JPEG2000編碼的控制程序設(shè)計(jì);(5)分析了JPEG2000壓縮噪聲中分片效應(yīng)的產(chǎn)生原因，提出了基于前后向?yàn)V波的消除方法，并在軟件中實(shí)現(xiàn);(6)研究了Linux系統(tǒng)多進(jìn)程與多線(xiàn)程程序設(shè)計(jì)方