發(fā)布時間：2017-04-10 08:19

  本文關鍵詞：高效能H.264高清編碼器設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著移動互聯(lián)網的迅速發(fā)展,H.264作為當前主流的視頻編碼標準,廣泛應用于運動相機、無人機航拍器、攝像手表等移動設備。由于移動設備的低功耗要求越來越高,本文對H.264高清編碼器進行了低功耗設計。本文從低電壓設計和時鐘門控設計兩個方面對H.264高清編碼器進行低功耗設計。通過研究分析,本文得出了電路效能最佳的工作電壓為0.6V,針對該近閾值電壓下電路延時增加、性能下降的情況,本文提出了一種交錯式的幀內4x4預測方法和一種新的重建環(huán)路處理方法,并通過流水線技術和關鍵數據預處理技術對關鍵流水級進行優(yōu)化,減少了預測和重建環(huán)路的等待時間,提升了編碼器性能,在此基礎上,對編碼器關鍵路徑進行了優(yōu)化。通過編碼器性能優(yōu)化和關鍵路徑優(yōu)化相結合的方式,解決了低電壓下編碼器性能降低的問題,完成了H.264高清編碼器的低電壓設計。傳統(tǒng)的時鐘門控方式依賴于綜合工具自動插入時鐘門控單元,這種時鐘門控方式僅減少了寄存器級時鐘的無效翻轉,為了進一步降低編碼器的功耗,本文提出了一種細粒度的時鐘門控策略,通過分析H.264編碼器不同級別電路的工作和空閑狀態(tài),分別從流水線級、模塊級以及RAM三個方面進行時鐘門控設計。本文對H.264高清編碼器進行了功能驗證,并給出了詳細的功耗仿真結果,最終編碼器在SMIC40nm工藝、720p@30fps下的編碼功耗為7.01mW,歸一化功耗為0.252 nJ/Pixel。
【關鍵詞】：低功耗 H.264高清編碼器 低電壓 時鐘門控
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN762
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 論文研究背景和研究意義9
• 1.2 國內外研究現狀9-11
• 1.3 論文主要內容和設計指標11
• 1.4 論文組織結構11-13
• 第二章 低功耗設計常用方法13-23
• 2.1 CMOS電路的功耗組成13-15
• 2.1.1 CMOS電路的靜態(tài)功耗13-14
• 2.1.2 CMOS電路的動態(tài)功耗14-15
• 2.2 常用的低功耗設計方法15-21
• 2.2.1 低電壓技術15-17
• 2.2.2 時鐘門控技術17-20
• 2.2.3 多電壓域技術20
• 2.2.4 電源門控技術20-21
• 2.3 H.264低功耗設計分析21-22
• 2.4 本章小結22-23
• 第三章 H.264高清編碼器高效能優(yōu)化設計23-47
• 3.1 H.264高清編碼器整體架構設計23-24
• 3.2 H.264高清編碼器低電壓設計24-38
• 3.2.1 編碼器低電壓設計分析24-26
• 3.2.2 編碼器性能優(yōu)化26-36
• 3.2.3 編碼器關鍵路徑優(yōu)化36-38
• 3.3 H.264高清編碼器時鐘門控設計38-46
• 3.3.1 流水線級時鐘門控設計39-41
• 3.3.2 模塊級時鐘門控設計41-44
• 3.3.3 RAM時鐘門控設計44-46
• 3.4 本章小結46-47
• 第四章 H.264高清編碼器高效能優(yōu)化驗證47-57
• 4.1 H.264高清編碼器功能驗證47-50
• 4.1.1 仿真驗證47-49
• 4.1.2 FPGA驗證49-50
• 4.2 H.264高清編碼器低電壓設計驗證50-52
• 4.2.1 性能優(yōu)化驗證50-52
• 4.2.2 關鍵路徑優(yōu)化驗證52
• 4.3 H.264高清編碼器門控時鐘設計驗證52-56
• 4.3.1 流水線級時鐘門控技術驗證與分析53
• 4.3.2 模塊級時鐘門控技術驗證與分析53-54
• 4.3.3 RAM時鐘門控技術驗證與分析54-55
• 4.3.4 時鐘門控設計效果總結55-56
• 4.4 與國外論文結果的對比56
• 4.5 本章小結56-57
• 第五章 總結與展望57-59
• 5.1 總結57
• 5.2 展望57-59
• 致謝59-61
• 參考文獻61-65
• 作者簡介65

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 何浩;王玲;馬文科;;基于H.264無線網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計[J];電視技術;2008年10期

2 何浩;王玲;馬文科;;基于H.264無線網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計[J];安防科技;2009年03期

3 ;Matrox CompressHD專業(yè)加速卡——超實時創(chuàng)建高清H.264文件[J];電視字幕(特技與動畫);2009年06期

4 邵坤;;基于H.264的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計[J];中國科技信息;2010年14期

5 李志海;馮宇;朱銀;;H.264在電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[J];電網與清潔能源;2011年06期

6 惠擑,劉涵,吳亞麗,梁炎明;一種基于視頻編碼標準H.264的智能視頻監(jiān)控技術[J];計算機應用;2005年11期

7 肖吉軍;陳利學;;H.264在網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用研究[J];軟件導刊;2009年06期

8 邱遠波;;H.264網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在溪源水庫工程建設中的應用[J];安全與健康;2010年03期

9 馬姍姍,錢建生,程德強;基于H.264的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現[J];電視技術;2004年06期

10 呂先鋒;蔣朝根;;基于H.264的數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)終端設計[J];鐵路計算機應用;2007年08期

中國重要會議論文全文數據庫 前6條

1 趙勝喟;王德君;王青鵬;楊波;;一種高速高保真H.264編碼器的設計[A];2010年通信理論與信號處理學術年會論文集[C];2010年

2 楊鑫;牛建偉;胡建平;;一種基于H.264的智能手機監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現[A];2006年全國開放式分布與并行計算學術會議論文集（一）[C];2006年

3 薛全;趙建東;劉濟林;;H.264中基于拋物面模型的分數象素快速搜索算法[A];第二屆和諧人機環(huán)境聯(lián)合學術會議(HHME2006)——第15屆中國多媒體學術會議(NCMT'06)論文集[C];2006年

4 劉方;段曉輝;王道憲;楊光臨;詹超慧;;H.264編碼器在TMS320DM642上的存儲空間分配方案[A];第十二屆全國圖象圖形學學術會議論文集[C];2005年

5 王小龍;許超;;H.264中自適應二進制算術編碼器的FPGA實現[A];中國通信集成電路技術與應用研討會論文集[C];2004年

6 蔣建國;包先雨;李化雷;宣曼;陳曉蕊;;FVEA-H:一種用于H.264的快速視頻加密算法[A];計算機技術與應用進展·2007——全國第18屆計算機技術與應用（CACIS）學術會議論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數據庫 前4條

1 記者　 安勇龍;高清H.264熱潮將至 芯片方案紛亮相[N];中國電子報;2006年

2 閆冰;H.264：網絡視頻新高度[N];網絡世界;2008年

3 ;首套H.264互動電臺電視臺系統(tǒng)問世[N];人民郵電;2006年

4 維維;破解H.264專利費之迷[N];通信產業(yè)報;2006年

中國博士學位論文全文數據庫 前2條

1 宋廣華;3D H.264視頻無失真漂移隱寫算法研究[D];華中科技大學;2014年

2 李曉妮;面向H.264的嵌入式音視頻同步編碼技術研究[D];吉林大學;2012年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 程俊霞;2D/3D H.264視頻隱寫通信系統(tǒng)的設計與實現[D];華中科技大學;2014年

2 陳健;基于H.264的視頻差錯掩蓋算法研究[D];西南交通大學;2016年

3 李毓強;基于H.264和流媒體的嵌入式多路網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現[D];南京郵電大學;2016年

4 康志強;高效能H.264高清編碼器設計[D];東南大學;2016年

5 楊安玉;基于H.264的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計[D];北京交通大學;2008年

6 何浩;基于H.264的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現[D];湖南大學;2009年

7 虞微微;基于H.264的實時遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構[D];蘇州大學;2006年

8 溫玉蓮;基于H.264的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現[D];河北工程大學;2008年

9 況蘊玲;基于H.264的嵌入式家庭遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現[D];電子科技大學;2007年

10 蔡紅華;基于H.264的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現[D];江西師范大學;2007年

  本文關鍵詞：高效能H.264高清編碼器設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：296304