基于FPGA的AVS視頻解碼芯片驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)

摘 要： 針對(duì)AVS視頻解碼芯片仿真和驗(yàn)證的要求，提出了基于FPGA的驗(yàn)證平臺(tái)框架。該驗(yàn)證平臺(tái)主要用于對(duì)AVS解碼芯片進(jìn)行硬件模塊的驗(yàn)證，從而為整個(gè)視頻解碼芯片的開(kāi)發(fā)提供可靠的依據(jù)。該平臺(tái)基于Nios II軟核處理器，可使軟件模塊和硬件模塊在一個(gè)平臺(tái)下真正實(shí)現(xiàn)軟硬件協(xié)同工作?；谠撈脚_(tái)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)硬件模塊和AVS視頻解碼芯片的驗(yàn)證，其結(jié)果證明了該驗(yàn)證平臺(tái)的正確性和可靠性。
關(guān)鍵詞： AVS視頻解碼；FPGA；驗(yàn)證平臺(tái)；軟硬件協(xié)同工作

AVS是我國(guó)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，其編碼效率比MPEG-2高2～3倍，與AVC相當(dāng)，但技術(shù)方案簡(jiǎn)潔，芯片實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低，是一套包含系統(tǒng)、視頻、音頻和媒體版權(quán)管理在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)體系，為數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)提供了全面的解決方案。
從2012年11月1日起，AVS標(biāo)準(zhǔn)將被強(qiáng)制執(zhí)行，屆時(shí)，所有在中國(guó)內(nèi)地上市的地面數(shù)字電視接收機(jī)（包括機(jī)頂盒、一體機(jī)）必須內(nèi)置AVS解碼功能，否則將無(wú)法銷售。由此，在未來(lái)十年時(shí)間內(nèi)，高清晰度/標(biāo)準(zhǔn)清晰度AVS解碼芯片的國(guó)內(nèi)需求量年均將達(dá)到4 000多萬(wàn)片。
在芯片設(shè)計(jì)中，驗(yàn)證所花費(fèi)的時(shí)間約占整個(gè)設(shè)計(jì)周期的70%～80%。驗(yàn)證成為大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的主要瓶頸。一方面，視頻解碼器需要對(duì)大量的一致性測(cè)試碼流進(jìn)行驗(yàn)證，在考慮時(shí)序信息以后，軟件的仿真速度非常慢，因此，需要基于FPGA的硬件仿真平臺(tái)來(lái)提高仿真和驗(yàn)證的速度。另一方面，門(mén)數(shù)百萬(wàn)級(jí)以上的芯片設(shè)計(jì)每次投片費(fèi)用巨大，投片前進(jìn)行基于FPGA的驗(yàn)證是保證投片成功的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。
當(dāng)前關(guān)于視頻解碼芯片的FPGA驗(yàn)證平臺(tái)的文獻(xiàn)并不多。參考文獻(xiàn)[2]用2塊VirtexE系列的FPGA搭建了視頻解碼芯片的驗(yàn)證平臺(tái)；參考文獻(xiàn)[2]則采用Xilinx公司的兩片F(xiàn)PGA和Altera公司的2片E