X.264 videokoodekin toteutus korkean tason synteesillä

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Master's thesis
Date
2011
Major/Subject
Piiritekniikka
Mcode
S-87
Degree programme
Language
fi
Pages
84
Series
Abstract
Digitaalisten piirien suunnittelu on jatkuvasti muuttumassa monimutkaisemmaksi. Perinteinen suunnittelu VHDL-ohjelmointikielellä on osoittautumassa liian hitaaksi ja tarvitaan korvaavia menetelmiä algoritmien nopeaan toteutukseen. Tässä diplomityössä on tutkittu pystyisikö Mentor Graphicsin Catapult C-ohjelmalla tähän nopeampaan suunnitteluun. On tutkittu lisäksi millaisia ominaisuuksia X.264-videokoodekista voitaisiin sisällyttää lopulliseen kannettavalla laitteella toteutettavaksi aiottuun tuotteeseen. Videokoodaukseen perehtymättömille on kuitenkin aluksi kuvattu yleisluonteisesti X.264-videokoodekin toimintaa. Käytössä olevan Catapult C-ohjelman opiskelijaversion teknologiakirjastoilla FPGA-piirissä toimivan X.264 videokoodekin luominen kuitenkin epäonnistui. Ohjelmisto ei pystynyt luomaan testattavaksi laitteeksi valitun FPGA-piirin kanssa yhteensopivaa VHDL-kuvausta. Voitiin kuitenkin todeta, että paremmilla teknologiakirjastoilla ohjelmisto on lupaava: VHDL-kieltä tuntematon pystyy hyvin nopeasti rakentamaan algoritmeista valmiin lopputuotteen. Sen avulla pystyy myös luomaan samaan aikaan fyysisen tason laitekuvauksen ja ohjelmistotason simulaatiomallin, joten toiminnallisuuden varmistaminen on helppoa ja yksinkertaista.

The design process of digital circuits is becoming increasingly complex. Designing of digital circuits has traditionally employed HDL descriptions written manually using a design language such as VHDL. However, this method is proving to be too slow and alternative methods are required for rapid implementation of algorithms on hardware. This master's thesis investigates whether Catapult C software by Mentor Graphics, Inc. is a fit tool for this task. Furthermore, it investigates what kind of properties of the X.264 video codec could be included in the end product, which was estimated to have the resources of a PDA. In the beginning of this thesis the operation of X.264 video codec is described for the benefit of those not familiar with video codecs. As a result of this investigation, it was established that the Catapult Student version and its technology libraries were unable to create a working X.264 codec implementation on a FPGA. The software's technology libraries were unfit for creating a VHDL description compatible with the chosen FPGA model. However, it was clearly demonstrated that with better technology libraries the software shows a great deal of promise: a user with no knowledge of VHDL is capable of rapidly implementing various algorithms on a final end product. Catapult C also enables co-design of both software and hardware, which makes simulation and verification of the algorithms simple and easy.
Description
Supervisor
Halonen, Kari
Thesis advisor
Koskinen, Lauri
Keywords
X.264, Video encoding, MPEG-4, VHDL, Catapult, X.264, videokoodaus, MPEG-4, VHDL, Catapult
Other note
Citation