PNG的硬件解碼加速設(shè)計(jì)

2 PNG解碼的軟硬件協(xié)調(diào)機(jī)制
整個(gè)PNG硬件解碼過(guò)程都是由軟件來(lái)調(diào)度的，在硬件解碼中若校驗(yàn)到圖片數(shù)據(jù)出錯(cuò)或解碼完成時(shí)，則PNG硬件模塊通過(guò)配置專門的寄存器給軟件檢查做中斷處理；當(dāng)軟件檢測(cè)到這個(gè)寄存器信號(hào)使能時(shí)就產(chǎn)生中斷，就能即使關(guān)閉PNG硬件解碼模塊，在數(shù)據(jù)有誤的情況下節(jié)省了硬件解碼的功耗。
解碼前后數(shù)據(jù)的搬運(yùn)機(jī)制是通過(guò)公用的AVI模塊(相當(dāng)于FIF0實(shí)現(xiàn)輸入輸出數(shù)據(jù)的緩存)實(shí)現(xiàn)了PNG數(shù)據(jù)的搬運(yùn)：解碼前，軟件通過(guò)調(diào)配AVI模塊從內(nèi)存中搬取壓縮數(shù)據(jù)給PNG硬件模塊做解碼；解碼后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)Resize模塊縮放后又可以利用AVI搬運(yùn)給VGA做顯示，這種較優(yōu)的軟件調(diào)配機(jī)制，解決了該設(shè)計(jì)的軟硬件協(xié)調(diào)問(wèn)題，可以在節(jié)省功耗的前提下實(shí)現(xiàn)高效率的解碼，具體的軟件硬件協(xié)調(diào)原理如圖2所示。

3 PNG解碼的總體硬件結(jié)構(gòu)
PNG硬件解碼加速的整體結(jié)構(gòu)主要由Bytesshift字符容器、PNG頭信息處理模塊、Inflate table建Huffman表模塊、Inflate fast快速解碼模塊、Lz77尋找匹配串模塊、Filter反濾波反交織模塊和Resize放大縮小模塊7大模塊組成。具體PNG解碼的硬件流程圖如圖3所示。

如圖3可見，PNG解碼的基本流程為：通過(guò)AVI模塊從總線上搬取壓縮數(shù)據(jù)到Bytesshift字符容器進(jìn)行緩存，并轉(zhuǎn)換為壓縮比特流；通過(guò)PNG頭信息處理模塊保留下文件的頭信息，通過(guò)控制Inflate table模塊讀取碼長(zhǎng)信息來(lái)建立Huffman表，并對(duì)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；解碼后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)Filter模塊進(jìn)行反濾波和反交織等處理，然后發(fā)給Resize模塊做放大縮小處理后，并通過(guò)AVI模塊將最終解碼后的數(shù)據(jù)傳輸出去。其中，解碼核心模塊和Filter模塊通過(guò)采用了數(shù)據(jù)的流水線處理方式，也極大地提高了．PNG的解碼效率。