Design of DCT/IDCT Core Processor using Module Generator Technique

모듈생성 기법을 이용한 DCT/IDCT 코어 프로세서의 설계

DCT(Discrete Cosine Transform) / IDCT(Inverse DCT) is widely used in various image compression and decompression systems as well as in DSP(Digital Signal Processing) applications. Since DCT/ IDCT is one of the most complicated part of the compression system, the performance of the system can be greatly enchanced by improving the speed of DCT/IDCT operation. In this thesis, we designed a DCT/IDCT core processor using module generator technique. By utilizing the partial sum and DA(Distributed Arithmetic) techniques, the DCT/ IDCT core processor is designed within small area. It is also designed to perform the IDCT(Inverse DCT) operation with little additional circuitry. The pipeline structure of the core processor enables the high performance, and the high accuracy of the DCT/IDCT operation is obtained by having fewer rounding stages. The proposed design is independent of design rules, and the number of the input bits and the accuracy of the internal calculation coa be easily adjusted due to the module generator technique. The accuracy of the processor satisfies the specifications in CCITT recommendation H, 261.

DCT(Discrete Cosine Transform)/ IDCT(Inverse DCT)는 여러 DSP 분야와 영 강압축 시스템에서 널리 사용되는 부호화 방식으로서 압축 및 복원 시스템에서 가장 많은 처리시간을 요하는 부분이다. 그러므로 이 부분의 성능을 향상시킴으로써 전체 영상 압축시스템의 성능을 향상시킬수 있다. 본 논문에서는 이러한 DCT/IDCT연산을 효율적으로 수행하기 위하여 모듈생성기법을 이용하여 하드웨어로 구성하였다. 설계한 DCT/IDCT코어 프로세서는 부분합과 분산연산을 이용하여 비교적 적은 면적을 차지하며, 약간의 면적을 증가시킴으로써 DCT와 IDCT연산을 모두 수행한다. 또한 파이프라인 구조를 사용하여 고속으로 DCT/IDCT연산을 수행할 수 있으며, 적은 수의 반올림(rounding)단계를 거치므로 높은 정밀도로 연산을 수행한다. 그리고 모듈생성기법을 사용하여, 설계공정에 독립적이고 입력비트나 정밀도 둥을 간단한 매개변수의 조정으로 변환시킬 수 있도록 설계하였다. 또한 구현한 코어프로세서는 CCITT 권장안 H.261에 부합하는 정밀도로 연산을 수행한다.