基于FPGA的實(shí)時(shí)無(wú)損數據壓縮系統設計
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用FPGA實(shí)現LZW算法要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：
①壓縮過(guò)程中字典的緩存問(wèn)題。因為所有數據處理和傳輸工作都是由FPGA完成，且考慮到實(shí)時(shí)壓縮速度，字典的緩存使用FPGA內部的RAM資源。
②字典的建立與更新問(wèn)題。字典的建立使用FPGA片內資源來(lái)完成，大容量字典雖然會(huì )提高壓縮比，但必須考慮到FPGA內部的資源量。因此選用9位的定長(cháng)編碼方式對數據進(jìn)行處理。
③壓縮后輸出數據流傳輸和存儲問(wèn)題。由于壓縮后是9位的數據流，不利于數據的存儲，因此將9位的數據轉換成8位的數據流進(jìn)行傳輸和存儲。
3 系統測試及性能分析
首先測試LZW算法模塊能否正確無(wú)誤地壓縮數據。先由上位機發(fā)送數據給FPGA，FPGA壓縮數據并寫(xiě)入SRAM存儲器。壓縮結束后，上位機讀取SRAM中的數據并存為一個(gè)文件，最后再將這個(gè)文件與用軟件壓縮的結果作比較，來(lái)判斷結果正確與否。圖3是壓縮原文件和解壓后文件以十六進(jìn)制形式對比后的結果，從圖中下方框中的信息可知，兩個(gè)文件的大小都是248 714字節，0字節差異，完全匹配。為了提高測試的全面性，避免出現因為偶然而造成的個(gè)別功能死角沒(méi)被測到，利用格式各異的數據文件進(jìn)行了大量的壓縮結果對比實(shí)驗，最終實(shí)驗結果表明軟硬件壓縮的結果是一致的，并且解壓后與源文件也是一樣的，說(shuō)明LZW數據壓縮模塊實(shí)現了功能上的要求。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191088.htm
然后對壓縮模塊的壓縮率進(jìn)行測試。整個(gè)設計最初的定位是應用于微體積、微功耗的測試系統中，現選取了實(shí)驗室里一些實(shí)測數據(圖4～6)，對其分別用LZW與WinRAR進(jìn)行壓縮實(shí)驗。WinRAR是一種商業(yè)的無(wú)損壓縮軟件，使用的是混合壓縮算法，可根據需要向計算機申請內存作為哈希字典，字典大小可達4 MB。壓縮后的最終結果如表1所列。表中的壓縮率是按壓縮后的數據量除以壓縮前的數據量計算的，壓縮率數值越小表明壓縮效果越好。
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