模板-畢業(yè)論文_版心

1、摘要MPEG-4是新一代的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4是實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容的壓縮編 碼，有良好的兼容性、可靠性和靈活性，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。設(shè)計(jì)一種 優(yōu)秀的MPEG-4解碼器變得越來越重要。解碼器的Cache命中率很大程度上影響其解碼性能，因此對(duì)MPEG-4解碼器在多路組相連Cache勺失效率進(jìn)行分析 很有必要。SimpleScala最初是由Todd Austin在威斯康星大學(xué)攻讀博士期間開發(fā)的一 個(gè)單處理器架構(gòu)的性能模擬器工具集。SimpleScala體系結(jié)構(gòu)模擬器工具集包含 了 sim-fast, sim-safe, sim-bpred, sim-cache, sim-outorder等工具

2、，可以配置成許 多不同體系結(jié)構(gòu)的模擬器。本文詳細(xì)討論了 MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的編碼結(jié)構(gòu)和編碼特點(diǎn)，并對(duì) Simplescala仿 真模擬平臺(tái)進(jìn)行了配置，并對(duì)SimpleScalar體系結(jié)構(gòu)模擬器工具集中的幾種工具 進(jìn)行了分析和比較。在論文中通過使用 Simplescalar里的sslittle-na-sstrix-gcc工具，將編解碼程 序交叉編譯成可以在 Simplescalar 仿真模擬平臺(tái)上運(yùn)行的二進(jìn)制碼。再通過將 二進(jìn)制碼在sim-cache工具中進(jìn)行模擬測(cè)試對(duì) MPEG-4解碼器在多路組相連映 射方式下的Cache訪存情況進(jìn)行了分析，并得出了相關(guān)結(jié)論。關(guān)鍵詞：MPEG-4 ;壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)

3、；多路組相連；SimpleScalar；體系結(jié)構(gòu)模擬 器；失效率； sim-cacheAbstractMPEG- 4 is a standards of new generation's video compression and coding technologies MPEG-4 is a compression and coding technology which realized by content，F(xiàn)or its good compatibility, reliability and flexibility, it has been widely used in vari

4、ous fields. To design a better MPEG-4 decoder will be more and more important.Since the decoding performance is large decided by the decoder ' s cache hit rate,it is vevy necessary to study the miss rate of MPEG-4 decoder ' s m-uwltiay associative cache.The structures and characteristics of

5、MPEG- 4 coding standards are discussed thoroughly in this paper.We also installed the Simplescalar simulation platform and studied a few tools in the SimpleScalar architecture simulator tool set.By using Simplescalar's sslittle-na-sstrix-gcc tools, codec procedures can be cross-compiled to be bi

6、nary codes which can run on Simplescalar simulation platform. In this paper we have studied the miss rate of MPEG- 4 decoder ' s m-ulti way associative cache through running the binary code in the sim-cache simulation tool and draw some conclusions.Key words : MPEG-4, compression and coding stan

7、dard, multi-way associative SimpleScalar, Architecture simulator, miss rate, sim-cache.目錄摘 要 IABSTRACT I.I.1 緒論 1 1.1 課題背景 1.1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1.1.3 課題研究的意義和目的 2.1.4 論文的工作安排 2.2 技術(shù) 分析 錯(cuò). 誤 ! 未定義書簽。2.1 MPEG-4視頻編碼技術(shù) .錯(cuò)誤!未定義書簽。2.2 Simplescalar仿真平臺(tái)介紹.錯(cuò)誤!未定義書簽。2.3 H.264視頻編碼技術(shù) 錯(cuò)誤!未定義書簽。2 .4實(shí)驗(yàn)中用到的其他相關(guān)技術(shù)介紹 錯(cuò)誤!未定義

8、書簽。2 .5課題研究的必要性和可行性分析 錯(cuò)誤!未定義書簽。2.6小結(jié)錯(cuò).誤!未定義書簽。3 功能模塊設(shè)計(jì) 錯(cuò). 誤!未定義書簽。3.1 需求分析介紹 錯(cuò). 誤!未定義書簽。3.2總體設(shè)計(jì) 錯(cuò). 誤!未定義書簽。3.3仿真測(cè)試功能模塊 錯(cuò). 誤!未定義書簽。3.4JM 編解碼模塊 錯(cuò). 誤!未定義書簽。3 .5交叉編譯功能模塊 錯(cuò). 誤!未定義書簽。3.6小結(jié)錯(cuò).誤!未定義書簽。4 功能模塊實(shí)現(xiàn)及測(cè)試 錯(cuò). 誤!未定義書簽。4.1 LiNUX 虛擬機(jī)配置 錯(cuò). 誤!未定義書簽。4.2 SiMPLEScALAR 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建 錯(cuò). 誤!未定義書簽。4.3SiM-cAcHE 參數(shù)的配置 錯(cuò).

9、誤!未定義書簽。4.4JM 參數(shù)配置 錯(cuò). 誤!未定義書簽。4.5 測(cè)試 cAcHE 參數(shù)對(duì)其命中率的影響 錯(cuò). 誤!未定義書簽。4.6 測(cè)試編解碼參數(shù)對(duì) cAcHE 命中率的影響 錯(cuò)誤!未定義書簽。5全文總結(jié) 錯(cuò). 誤!未定義書簽。5.1 工作總結(jié)5.2 工作展望 致 謝 參考文獻(xiàn) 錯(cuò). 誤 !未定義書簽 錯(cuò). 誤 !未定義書簽 .錯(cuò). 誤!未定義書簽 .錯(cuò). 誤!未定義書簽1 緒論1.1課題背景計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)對(duì)人類的生活發(fā)生了深遠(yuǎn)的影響，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊 技術(shù)的高速發(fā)展的今天，電腦和網(wǎng)絡(luò)正在以驚人的速度進(jìn)入人類社會(huì)的各個(gè)角落， 改變著人們生活的方方面面。多媒體技術(shù)已經(jīng)開始成為研究的

10、熱點(diǎn)之一，并在人類 生活中得到了廣泛的應(yīng)用，比如數(shù)字電視、實(shí)時(shí)多媒體監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)視頻流與可視 游戲、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、可視電話系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育及醫(yī)療等。然而，多媒體數(shù)據(jù)量大，存 儲(chǔ)和傳輸需要較大的空間和較多的帶寬，但是由于存儲(chǔ)介質(zhì)容量和現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的帶寬 有限，因此加大對(duì)原始視頻數(shù)據(jù)的壓縮程度，另外為了控制成本也需要對(duì)解碼器進(jìn) 行優(yōu)化設(shè)計(jì)以降低多媒體數(shù)據(jù)播放時(shí)的硬件開銷。MPEG（Moving Pictures Experts Group ，運(yùn)動(dòng)圖片專家組 ）是在 ISO（ 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 化組織 ）和 IEC（ 國(guó)際電工委員會(huì) ）內(nèi)運(yùn)作的一個(gè)工作組。 自從 1988 年開始活動(dòng)以 來，MPEG 已經(jīng)編制了 ISO

11、 /IEC11172（通常所說的 MPEG-1）和 ISO/IEC 13818（通 常所說的 MPEG-2） 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4 在1995年7月開始研究， 1998年11 月被 ISO/IEC 批準(zhǔn)為正式標(biāo) 準(zhǔn)，正式標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)是 ISO/IEC14496 ，它不僅針對(duì)一定比特率下的視頻、音頻編 碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于視像電話、 視像電子郵件等，對(duì)傳輸速率要求較低，在4800 6400bits/s 之間，分辨率為176 144。.MPEG-4禾用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮，以求用最 少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。 利用 MPEG-4 的高壓縮率和高

12、的圖像還原質(zhì)量 可以把 DVD 里面的 MPEG-2 視頻文件轉(zhuǎn)換為體積更小的視頻文件。經(jīng)過這樣 處理，圖像的視頻質(zhì)量下降不大但體積卻可縮小幾倍， 可以很方便地用 CD-ROM 來保存 DVD 上面的節(jié)目。另外， MPEG-4 在家庭攝影錄像、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)影像播放 也大有用武之地。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r目前 MPEG-4 的商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域包括：數(shù)字電視、實(shí)時(shí)多媒體監(jiān)控、低比特 率下的移動(dòng)多媒體通信、基于內(nèi)容存儲(chǔ)和檢索多媒系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻流與可視游 戲、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、交互多媒體應(yīng)用、基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可視化合作實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景應(yīng)用、演播電視等。早在2000年，Toshiba公司已經(jīng)開發(fā)出一種支持 MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的

13、低功耗芯片， 并在展覽會(huì)上展示過采用 MPEG-4 標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩視頻電話樣機(jī)。飛利浦公司于 2003 年八月份推出了一款支持 DivX 的 DVD 播放機(jī) DVD73 7，它可以支持 DivX 3.11、4.xx 、5.xx 等 MPEG4 標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)碼相機(jī)：日本京瓷 公司在同年 11 月中旬發(fā)售了一款采用 MPEG4 格式動(dòng)態(tài)視頻錄制數(shù)碼相機(jī) Fine cam L30，這款是采用300萬像素、3倍光學(xué)變焦設(shè)計(jì)的數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品，可以讓 動(dòng)態(tài)視頻錄制畫面效果比傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)更出色。每年在各地舉行的安防展覽會(huì)上，開發(fā)數(shù)字錄像監(jiān)控產(chǎn)品的廠家都會(huì)紛紛 推出他們的最新產(chǎn)品， 而支持 MPEG4 的 DVR 壓縮

14、技術(shù)也成為改展會(huì)上的亮點(diǎn)， 對(duì)于這些產(chǎn)品，這里就不一一列舉了。隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù) (3G) 正式在中國(guó)啟用， MPEG-4 技術(shù)在動(dòng)態(tài)圖像、 萬維網(wǎng) (WWW) 、實(shí)時(shí)多媒體監(jiān)控、低比特率的移動(dòng)多媒體通信中的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一 步彰顯，基于 MPEG4 技術(shù)的產(chǎn)品也將會(huì)越來越多的出現(xiàn)在我們工作生活中。1.3課題研究的意義和目的隨著 MPEG-4 在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展， MPEG-4 解碼器 IC 出貨量將會(huì)日益 增多，如何設(shè)計(jì)更優(yōu)秀的解碼器將會(huì)是一個(gè)永恒的話題。解碼器的Cache 命中率很大程度上影響其解碼性能，如果命中率太低將會(huì)加重解碼器 CPU 的工作負(fù)荷， 增大解碼器的功耗，縮短電池的待機(jī)時(shí)間；而為了提高Cache命中率盲目的增大Cache 容量又會(huì)增加成本，影響市場(chǎng)表現(xiàn)。本次課題研究要求掌握 MPEG-4 視頻編碼和解 碼的基本知識(shí)和應(yīng)用，研究其編碼特點(diǎn)；分析 Cache在不同容量不同相聯(lián)度的情況 下的命中率；進(jìn)而利用相關(guān)軟件模擬完成 MPEG-4解碼器在讀取信息進(jìn)行編解碼時(shí)， 在Cache與主存采用多路組相連映射方式下的 Cache命中率分析。根據(jù)得出的結(jié)論 設(shè)計(jì)合適多路組相連映射方式，利用最少的硬件實(shí)現(xiàn)最高性能的解碼器投放市場(chǎng)， 實(shí)現(xiàn)企業(yè)的價(jià)值；同時(shí)降低解碼器功耗