基于FPGA的Gzip解壓縮硬件設計

　　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(gè)部分組成，分別是文件頭、壓縮數據部分、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(shí)采用的壓縮方法;壓縮標志，記錄操作系統等信息;文件名，記錄壓縮時(shí)文件的名稱(chēng);CRC16，記錄文件頭CRC16校驗的值，等。

　　壓縮數據部分包括：1個(gè)或若干個(gè)壓縮數據塊，壓縮數據塊可能采用stored模式(直接存儲模式，當數據不值得壓縮時(shí)直接進(jìn)行存儲)、fixed模式(LZ77壓縮后的數據采用靜態(tài)huffman編碼)、dynamic模式(LZ77壓縮后的數據采用動(dòng)態(tài)huffman編碼)之中的一種。Gzip在壓縮數據時(shí)會(huì )采用上述3種模式對數據進(jìn)行壓縮，而存儲時(shí)則選擇一種最優(yōu)的壓縮模式。每個(gè)壓縮數據塊在最開(kāi)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(gè)數據塊;1：最后一個(gè)數據塊)中會(huì )記錄該數據塊所采用的壓縮模式以及該數據塊是否為最后一個(gè)數據塊，而在解壓縮時(shí)只需針對性處理即可。

　　文件尾包括：CRC32，記錄原始數據CRC32校驗值;ISIZE，記錄原始文件數據大小。該部分主要用于對解壓縮后的數據進(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Gzip文件格式可以得出如圖2所示的解壓縮算法流程：

　　(1)準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、壓縮標志、文件名等信息;

　　(3)處理每個(gè)塊剛開(kāi)始的3bits，根據處理結果選擇進(jìn)入相應的解壓縮模式(stored模式、fixed模式、dynamic模式);