Low-power IP Design and FPGA Implementation for H.264/AVC Encoder

In this paper, we are implemented low-power structure for Inter prediction, Intra prediction, Deblocking filter, Transform and Quantization blocks in H.264/AVC Encoder. The proposed Inter/Intra prediction blocks are shown 60.2% cell area reduction by adder reduction through Distributed Arithmetic, 44.3% add operation reduction using MUX for hardware share in Deblocking filter block. Furthermore we applied CSD and CSS process to reduce the cell area instead of multipliers that take a lot of area. The FPGA(Field Programmable Gate Array) and ARM Process based H.264/AVC encoder is implemented using proposed low power IPs. The proposed structure Platforms are implemented to interlock with FPGA and ARM processors. H.264/AVC Encoder implementation using Platforms shows that proposed low-power IPs can use H.264/AVC Encoder SoC effectively.

H.264/AVC Encoder용 저전력 IP 설계 및 FPGA 구현

이 본문에서는 제안한 H.264/AVC 인코더의 서브 블록인 Inter prediction 블록, Intra prediction 블록, 디블로킹 필터블록, Transform & Quantization 블록에 대한 저전력 구조를 FPGA로 구현하였다. Inter/Intra prediction블록에서는 분산연산방식을 통해 가산기의 수륵 줄여 60.2%의 면적감소효과를 나타내었으며, 디블로킹 필터블록에서는 하드웨어 공유를 위한 MUX를 사용하여 덧셈연산의 수를 44.3%감소시켰다. 또한, Transform & Quantization 블록에 사용되는 곱셈연산을 CSD와 CSS방식으로 수행하여 면적을 그게 차지하는 곱셈기를 사용하지 않았다. 제안된 저전력 IP들을 사용하여 FPGA(Field Programmable Gate Array)와 ARM 프로세서 기반의 H.264/AVC 인코더를 구현하였다. Baseline Profile을 사용하였고 FPGA와 ARM프로세서가 연동하는 Platform으로 구현하였다. Platform을 사용한 H.264/AVC 인코더 구현을 통하여 제안된 각각의 저전력 IP들이 효율적으로 H.264/AVC 인코더 SoC에서 사용될 수 있음을 확인하였다.