Abstract
This paper presents an efficient hardware architecture to improve the frame memory interface occupying the largest hardware area together with motion estimator in implementing MPEG-2 video encoder as an ASIC chip. In this architecture, the memory size for internal data buffering and hardware area for frame memory interface control logic are reduced through the efficient memory map organization of the external SDRAM having dual bank and memory access timing optimization between the video encoder and external SDRAM. In this design, 0.5 m, CMOS, TLM (Triple Layer Metal) standard cells are used as design libraries and VHDL simulator and logic synthesis tools are used for hardware design add verification. The hardware emulator modeled by C-language is exploited for various test vector generation and functional verification. The architecture of the improved frame memory interface occupies about 58% less hardware area than the existing architecture[2-3], and it results in the total hardware area reduction up to 24.3%. Thus, the (act that the frame memory interface influences on the whole area of the video encoder severely is presented as a result.
본 논문에서는 MPEG-2 비디오 인코더를 ASIC 칩으로 구현할 때, 움직임추정기와 함께 대량의 하드웨어 영역을 차지하는 프레임메모리 인터페이스를 개선한 효율적인 구조를 제시한다. 이를 위해 비디오 인코더와 듀얼 뱅크를 가지는 외부 SDRAM 사이의 인터페이스를 효율적으로 처리할 수 있도록 메모리 맵을 구성하고 메모리 액세스 타이밍을 최적화하여 내부 메모리 크기와 인터페이스 로직을 줄였다. 본 설계에는 0.5 m, CMOS, TLM(Triple Layer Metal) 표준 셀 라이브러리가 사용되었으며, 하드웨어 설계 및 검증을 위해서 VHDL 시뮬레이터와 로직 합성툴이 사용되었고, 기능 검증을 위한 테스트 벡터 생성을 위해서, C 언어로 모델링한 하드웨어 에뮬레이터가 사용되었다. 개선된 프레임 메모리 인터페이스의 구조는 기존의 구조[2-3]에 비해 58% 정도의 면적이 감소했으며, 전체 비디오 인코더에 대해서는 24.3% 정도의 하드웨어 면적이 감소되어, 프레임메모리 인터페이스가 비디오 인코더 전체의 하드웨어 면적에 대단히 심각한 영향을 미친다는 것을 결과로 제시한다.
