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《浙江大学》 2007年
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数据压缩算法的实现研究

缪志宏  
【摘要】: 数据的无损压缩在通信、航天、医疗等各个方面获得了普遍的应用。基于VLSI实现的压缩器由于其速度快、处理能力强而获得人们的重视,成为一个热门的研究领域。 本文提出了一种基于LZW算法的硬件实现的无损压缩器。根据LZW算法的特点提出了无损压缩器的体系结构。该体系结构采用了一种并行的字典搜索策略,极大的提高了字串的搜索速度。同时字典被拆分,字典宽度变长,从而节省了存储空间,减少了芯片面积。在此体系结构的基础上用C++实现了一个仿真模型,以此模型证明了功能的正确性。然后压缩器被细分到模块级,并用RTL(Verilog)描述了各个模块。其中层次化的字典模块设计策略使得字典结构清晰合理,并大大减少了代码量。在压缩器的设计中采用了可配置的寄存器来控制压缩器的功能,使得控制部分和数据处理部分明确分工,并且有利于功能的扩展。同时该压缩器体现了DFT的设计思想,提出了一种基于CRC16比较的logic BIST设计策略,有利于功能的全速测试。 在设计完成后以VCS基础建立仿真环境,将本压缩器的Verilog代码进行了仿真。仿真结果显示,该设计的压缩器可以正确地以LZW算法实现数据的压缩。用Synplify以Xilinx的Virtex4为目标器件综合了本设计的RTL代码,证明资源占用情况是可以接受的。并且压缩器工作频率达到了210MHz,总的数据处理能力达到750Mbps。处理性能比软件实现的处理能力快了20多倍,可以同市面上主流的硬件压缩器相媲美。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN492

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 黄缙华;周伊琳;;基于EMS时间序列数据的实时全息无损压缩方法的研究与应用[J];广东电力;2012年09期
2 谢凯;张伟;伍鹏;彭敏放;;基于FPGA的LZW控制器设计[J];长江大学学报(自然科学版);2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张伟;阵列声波测井仪研制及测井数据处理方法研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任武林;基于FPGA的无损压缩技术研究[D];中北大学;2011年
2 刘萌;电力线载波窄带通信报文压缩算法研究[D];中国海洋大学;2011年
3 朱宝峰;高速数据记录及无线传输系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 朱宏涛;电网数据采集系统建模与数据压缩品质影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 王少飞;数字图像压缩算法的并行化方法研究[D];山东师范大学;2008年
6 李雷定;基于FPGA的数据实时无损压缩系统设计[D];中北大学;2009年
7 曾俊;无损压缩技术在姿态数据采集系统中的应用研究[D];南京理工大学;2009年
8 张元元;基于B-LZW算法的数据无损压缩及硬件实现[D];大连海事大学;2012年
9 贾文成;基于转炉炼钢—连铸流程能耗优化系统信息管理系统设计与实现[D];东北大学;2010年
10 舒中华;P2P网络下资源访问问题的研究[D];中国地质大学(北京);2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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5 张天序,邹胜,曾永慧;基于FPGA的图像无损压缩算法的实现[J];系统工程与电子技术;2004年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 罗荣;;混沌伪随机序列发生器的实现[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年02期
3 李永亮;王福源;习江涛;;基于随机逻辑准数字化DAC的PLD实现[J];半导体技术;2006年08期
4 季茂林;段发阶;欧阳涛;李孟麟;;基于ARM和FPGA的旋转叶片振动信号仿真系统设计[J];传感器与微系统;2010年11期
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6 王澜涛;王友仁;张砦;;基于m序列的可重构线性反馈移位寄存器研究[J];电脑与信息技术;2009年02期
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8 刘德伟;冯汉春;苗文华;;LZW压缩算法在终端程序远程更新中的应用[J];单片机与嵌入式系统应用;2010年05期
9 齐文斌;李东平;杨东;吴京涛;;广域测量系统数据在线无损压缩算法[J];电网技术;2008年08期
10 章潋;秦会斌;;基于FPGA伪随机码发生器的实现[J];电子与封装;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 肖志文;陈伟;梁久祯;雷彬;;基于LZW算法的中文文本压缩算法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
2 张沁川;王厚军;;基于大容量闪存的数据存储与管理[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
3 王晓光;钟胜;黎云;张磊;;基于FPGA实现图像加噪的一种设计方法[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 黄枫;随机数生成器研究与生物图像处理系统的设计与实现[D];第一军医大学;2004年
2 郭志川;基于语音的信息隐秘传输与实现方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
3 李琦;阵列偶相关理论及其在扩频通信系统中的应用研究[D];河北工业大学;2009年
4 李甫;粒子滤波算法研究及其电路设计[D];西安电子科技大学;2010年
5 张建忠;基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生[D];太原理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 秦雪丽;超高频RFID信息安全系统设计[D];郑州大学;2010年
2 魏祥淦;基于FPGA的高速扰偏器设计[D];北京交通大学;2011年
3 董永吉;基于公平机制的网络测量抽样算法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
4 张果;IP骨干链路流量测量技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
5 何谞敏;无损数据压缩与解压缩的软件及硬件实现[D];电子科技大学;2011年
6 刘正勇;基于FPGA的粒子滤波算法硬件实现[D];西安电子科技大学;2011年
7 张鑫;基于FPGA的GNSS导航信号基带调制与控制技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 邓潇宇;基于随机采样的数字前端功率消耗问题的研究[D];广东工业大学;2011年
9 吴焯文;无线信道模型的仿真与FPGA实现[D];华南理工大学;2011年
10 王星炜;汽车智能功率集成电路低成本测试技术研究[D];复旦大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟李林;;FPGA和ASIC设计特点及应用探讨[J];半导体技术;2006年07期
2 王泉,齐春,罗新民,梁嵩;LZW压缩算法的改进及其参数优化分析[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年03期
3 尤学智;ADSL技术分析及其发展[J];长春邮电学院学报;2001年02期
4 童红雷,鞠开胜,陈纯杰;小波分析在无线随钻系统测试信号处理中的应用[J];承德石油高等专科学校学报;2005年02期
5 张春玲;邱振戈;;基于机群的并行匹配算法[J];测绘科学;2006年06期
6 刘永年;;我国地球物理测井发展历史的回顾[J];测井技术;1982年01期
7 王曰才;我国测井技术的回顾[J];地球物理测井;1989年03期
8 楚泽涵,袁祖贵,李云平;关于提高地球物理测井仪器温度性能指标问题[J];测井技术;2004年03期
9 张辛耘;王敬农;郭彦军;;随钻测井技术进展和发展趋势[J];测井技术;2006年01期
10 李长文;强毓明;李国利;余春昊;;现代声波测井技术发展的若干特点[J];测井技术;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 蒋鹏;小波理论在信号去噪和数据压缩中的应用研究[D];浙江大学;2004年
2 杜学峰;长电缆传输研究[D];中国科学技术大学;2006年
3 田慧蓉;P2P网络信任模型及激励机制的研究[D];北京邮电大学;2006年
4 毕研秋;电力系统数据压缩的算法研究及通信网络仿真[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 兰洋;故障录波文件的数据压缩研究[D];四川大学;2002年
2 孙妙平;电力系统测量数据的压缩、传输及解压研究[D];西南交通大学;2003年
3 曾玲;数据压缩技术在通信中的应用[D];西南交通大学;2003年
4 王继业;宽带电力线通信应用的研究[D];华北电力大学(河北);2004年
5 徐慧;实时数据库中数据压缩算法的研究[D];浙江大学;2006年
6 张治宏;基于MPI的并行计算研究[D];中国地质大学(北京);2006年
7 周益民;图像处理并行算法的研究[D];电子科技大学;2006年
8 申伟杰;基于嵌入式的电能质量数据采集系统的研究与设计[D];湖南大学;2006年
9 田宏伟;电力线通信技术应用研究及其在远程电表中的应用[D];苏州大学;2006年
10 林鹏;基于集群系统的并行图像处理算法的设计与实现[D];中国海洋大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 杨超颖;;电能质量数据压缩算法研究[J];四川电力技术;2012年01期
2 赵双龙;郝永生;;LZW改进压缩算法的FPGA实现[J];现代电子技术;2011年03期
3 李新宝;柴绪令;方玉满;郭民龙;;浅谈声波测井技术[J];科技资讯;2011年31期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王时胜;李昌;刘祥印;欧阳伟;沈力军;徐贞华;;基于CAN总线的配电网故障选线数据采集机的设计[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何谞敏;无损数据压缩与解压缩的软件及硬件实现[D];电子科技大学;2011年
2 李爱生;DSRC逻辑分析仪的设计及其在ETC系统中的应用[D];华中师范大学;2011年
3 赵娜;三分量感应测井发射与处理电路的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
4 刘宁;基于小波变换的图像压缩并行算法研究[D];沈阳理工大学;2011年
5 黄良;基于FPGA的极紫外相机主控系统设计[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
6 陆晨尧;同轴异场图片的图像配准算法研究[D];南京理工大学;2012年
7 尹进;数字式阴影照相测控系统研究[D];南京理工大学;2012年
8 陈娟;基于FPGA的遥测数据压缩系统设计[D];中北大学;2012年
9 李明彬;基于GPU的图像压缩编码技术[D];吉林大学;2009年
10 曹婷婷;基于多核处理器串行程序并行化改造和性能优化[D];西南交通大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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【相似文献】
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1 寇海洲,赵文东;LZW算法C语言实现及改进[J];现代电子技术;2003年12期
2 赵正敏,张处武;采样数据补零的DFT递推算法[J];淮阴工学院学报;1999年04期
3 林小竹,籍俊伟;一种改进的LZW压缩算法[J];计算机工程;2005年14期
4 赵正敏,吴乐南;余弦窗DFT递推算法[J];通信学报;2001年11期
5 文康益;陈迪平;王镇道;刘文用;;基于提升算法JPEG2000小波变换的硬件实现[J];微计算机信息;2006年35期
6 蒋志勇;陈颖;;基于DFT的自适应窄带干扰抑制算法研究[J];信息化研究;2009年02期
7 郭春煊;毛志刚;谢憬;;矩阵求逆运算的VLSI实现[J];计算机技术与发展;2008年05期
8 王柯俨;刘凯;郭杰;李云松;吴成柯;;基于行的实时、二维提升整数小波变换VLSI结构[J];电路与系统学报;2010年02期
9 赵双龙;郝永生;;LZW改进压缩算法的FPGA实现[J];现代电子技术;2011年03期
10 秦旭;数字压缩技术原理及发展[J];现代电视技术;1999年02期
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1 粟梅;余岳;孙尧;桂卫华;;基于DSP+CPLD的双级矩阵变换器的设计与实现[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
2 黄清秀;何怡刚;;一种新颖的对数域滤波方法[A];第十五届电工理论学术年会论文集[C];2003年
3 张华;李道煜;于忠清;董强;;可重构硬件实现K-means聚类算法研究[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
4 江修;张焕春;经亚枝;;一种象素级图形裁剪的FPGA实现方法[A];湖北省机械工程学会青年分会2006年年会暨第2届机械学院院长(系主任)会议论文集(下)[C];2006年
5 赵国毅;杨晓春;王斌;;面向相似数据的无损压缩技术[A];NDBC2010第27届中国数据库学术会议论文集A辑二[C];2010年
6 ;A DFT Study on the Second-Order Nonlinear Optical Properties of the Plenary Mixed-Metal Polyoxometalate[A];中国化学会第四届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2011年
7 马健欣;周彬;吴新春;喻明艳;;基本树空间响应压缩器的优化设计[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年
8 刘琨;赖优;陈茂笃;;中药单体丹皮酚表面增强拉曼光谱及DFT研究[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
9 李哲;刘磊;;Heck-Type Reactions of Imine Derivatives:A DFT Study[A];第十六届全国金属有机化学学术讨论会论文集[C];2010年
10 陈蕴智;舒忠;;报业网络版数据无损压缩安全传输系统[A];第十三届全国包装工程学术会议论文集[C];2010年
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2 记者 刘军 杨明;科技进步成为成本“压缩器”[N];中国石油报;2001年
3 ;VLSI公布2002年度十佳半导体设备供应商[N];中国电子报;2002年
4 ;四至七层交换技术的硬件实现[N];计算机世界;2001年
5 记者 杨扬;中国有了VLSI封装材料制备技术[N];中国化工报;2005年
6 ;全球首款硬件实现杜比5.1输出的 Zalman ZM-RS6F耳机[N];中国计算机报;2003年
7 MIPS科技公司上海研发中心总经理 何英伟;成为出色工程师的10条经验(节选)[N];中国计算机报;2009年
8 鸣人;保存JPEG的两个秘密[N];中国摄影报;2010年
9 本报记者 郭平;用硬件实现精简配置2.0[N];计算机世界;2008年
10 任续烨;给网络增加弹性[N];中国计算机报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 陆军;基于组合学的数据编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李鑫;VLSI受工艺参数扰动影响的若干问题研究[D];南京理工大学;2009年
10 李磊;基于RRNS和均衡的深亚微米VLSI中的数据保护技术研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 缪志宏;数据压缩算法的实现研究[D];浙江大学;2007年
2 刘洪庆;基于LZW算法的数据无损压缩硬件实现[D];浙江大学;2008年
3 籍俊伟;无损图像压缩技术的研究与应用[D];北京化工大学;2004年
4 张炜炜;基于小波的感兴趣区域图像编码在遥感图像压缩中的应用[D];湖南大学;2005年
5 张洪刚;高光谱图像压缩的研究[D];华东师范大学;2005年
6 蒋苗林;医学图像压缩算法研究[D];浙江工业大学;2005年
7 李雷定;基于FPGA的数据实时无损压缩系统设计[D];中北大学;2009年
8 陈晓东;基于第二代小波变换的无损图像压缩方法的研究[D];福州大学;2002年
9 崔乃妮;数字图书馆信息资源建设中数据压缩技术的研究[D];西安建筑科技大学;2004年
10 周成兵;医学图像数据压缩方法研究[D];江苏大学;2005年
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