基于FPGA的Gzip解壓縮硬件設(shè)計

　　Gzip解壓縮基本原理

　　Gzip文件格式分析

　　Gzip壓縮后的文件主要由3個部分組成，分別是文件頭、壓縮數(shù)據(jù)部分、文件尾，如圖1所示。

　　其中，文件頭包括：固定值，用于Gzip文件格式鑒別;壓縮方法，記錄壓縮時采用的壓縮方法;壓縮標(biāo)志，記錄操作系統(tǒng)等信息;文件名，記錄壓縮時文件的名稱;CRC16，記錄文件頭CRC16校驗的值，等。

　　壓縮數(shù)據(jù)部分包括：1個或若干個壓縮數(shù)據(jù)塊，壓縮數(shù)據(jù)塊可能采用stored模式(直接存儲模式，當(dāng)數(shù)據(jù)不值得壓縮時直接進(jìn)行存儲)、fixed模式(LZ77壓縮后的數(shù)據(jù)采用靜態(tài)huffman編碼)、dynamic模式(LZ77壓縮后的數(shù)據(jù)采用動態(tài)huffman編碼)之中的一種。Gzip在壓縮數(shù)據(jù)時會采用上述3種模式對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，而存儲時則選擇一種最優(yōu)的壓縮模式。每個壓縮數(shù)據(jù)塊在最開始的3bits(其中前2bits：00，stored;01，fixed;10，dynamic;11：保留位;最后1bits：0，不是最后一個數(shù)據(jù)塊;1：最后一個數(shù)據(jù)塊)中會記錄該數(shù)據(jù)塊所采用的壓縮模式以及該數(shù)據(jù)塊是否為最后一個數(shù)據(jù)塊，而在解壓縮時只需針對性處理即可。

　　文件尾包括：CRC32，記錄原始數(shù)據(jù)CRC32校驗值;ISIZE，記錄原始文件數(shù)據(jù)大小。該部分主要用于對解壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗，保證解壓縮的正確性。

　　Gzip解壓縮算法流程研究

　　根據(jù)Gzip文件格式可以得出如圖2所示的解壓縮算法流程：

　　(1)準(zhǔn)備處理待解壓縮文件;

　　(2)對待解壓縮文件進(jìn)行文件頭處理，獲取壓縮方法、壓縮標(biāo)志、文件名等信息;

　　(3)處理每個塊剛開始的3bits，根據(jù)處理結(jié)果選擇進(jìn)入相應(yīng)的解壓縮模式(stored模式、fixed模式、dynamic模式);