Nén Bitstream sử dụng Run-Length Encoding trên nền hệ nhúng FPGA

Trong bài báo này, thực hiện một kỹ thuật nén bitstream sử dụng mã run-length trên nền tảng phần cứng mới. Phần nén bitstream được thực hiện trên máy tính còn phần giải nén thực hiện trên hệ nhúng của FPGA. Kết quả đạt được khả dụng trong thực tế với tỉ số nén tốt, chi phí phần cứng giải nén là chấp nhận được. | Nén Bitstream sử dụng Run-Length Encoding trên nền hệ nhúng FPGA Kü thuËt ®iÖn tö & Khoa häc m¸y tÝnh NÐN BITSTREAM Sö DôNG RUN-LENGTH ENCODING TR£N NÒN HÖ NHóNG FPGA Vò HUY THÕ*, TRÇN THANH**, PH¹M NGäC NAM***, PH¹M NGäC TH¾NG* Tãm t¾t: C«ng nghÖ FPGA hiÖn nay ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c hÖ thèng cã thÓ cÊu h×nh l¹i. Th«ng tin cÊu h×nh (bitstream) cho FPGA th­êng n»m trªn mét bé nhí trong hoÆc ngoµi. ViÖc nÐn bitstream lµ rÊt quan träng trong thiÕt kÕ hÖ thèng cÊu h×nh l¹i sö dông FPGA v× nã lµm gi¶m kÝch th­íc bitstream, dung l­îng cña bé nhí yªu cÇu. H¬n n÷a, viÖc nÐn bitstream cßn c¶i thiÖn b¨ng th«ng vµ lµm gi¶m thêi gian cÊu h×nh hÖ thèng. Trong bµi b¸o nµy, c¸c t¸c gi¶ thùc hiÖn mét kü thuËt nÐn bitstream sö dông m· run-length trªn nÒn t¶ng phÇn cøng míi. PhÇn nÐn bitstream ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y tÝnh cßn phÇn gi¶i nÐn thùc hiÖn trªn hÖ nhóng cña FPGA. KÕt qu¶ ®¹t ®­îc kh¶ dông trong thùc tÕ víi tØ sè nÐn tèt, chi phÝ phÇn cøng gi¶i nÐn lµ chÊp nhËn ®­îc. Tõ khãa: FPGA, NÐn Bitstream, M· Run-Length, TØ sè nÐn. 1. Më §ÇU Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, FPGA (Field-Programmable Gate Array) ®ang ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c hÖ thèng nhóng vµ cÊu h×nh l¹i. FGPA ®­îc cÊu h×nh nhê c¸c bitstream ®­îc t¶i lªn tõ bé nhí. ViÖc nÐn bitstream ®em l¹i nh÷ng lîi Ých thiÕt thùc nh­: sö dông Ýt dung l­îng, vµ c¶i thiÖn b¨ng th«ng cña bé nhí l­u tr÷ th«ng tin cÊu h×nh vµ gi¶m thêi gian cÊu h×nh. Do ®ã, vÊn ®Ò nµy ®ang nhËn ®­îc sù quan t©m nghiªn cøu cña nhiÒu nhµ khoa häc. Andreas Dandalis vµ K. Prasanna ®Ò xuÊt mét thuËt to¸n nÐn bitstream nh»m gi¶m thiÓu bé nhí chøa th«ng tin cÊu h×nh cña FPGA [4]. Kü thuËt nµy ®­îc øng dông víi c¸c FPGA dùa trªn SRAM kiÓu nÐn tõ ®iÓn vµ ®­îc b¾t nguån tõ thuËt to¸n LZW (Lempel Ziv Welch). ThuËt to¸n nµy cã hiÖu n¨ng gi¶i nÐn cao nh­ng chi phÝ phÇn cøng gi¶i nÐn ®¾t ®á. Sau ®ã, Stefan vµ céng sù ®Ò xuÊt mét ph­¬ng ph¸p nÐn sö dông m· to¸n häc vµ kiÓu nÐn tõ ®iÓn [5], tuy nhiªn .