Area Efficient Hardware Design for Performance Improvement of SAO

In this paper, for HEVC decoding, an SAO hardware design with less processing time and reduced area is proposed. The proposed SAO hardware architecture introduces the design processing $8{\times}8$ CU to reduce the hardware area and uses internal registers to support $64{\times}64$ CU processing. Instead of previous top-down block partitioning, it uses bottom-up block partitioning to minimize the amount of calculation and processing time. As a result of synthesizing the proposed architecture with TSMC $0.18{\mu}m$ library, the gate area is 30.7k and the maximum frequency is 250MHz. The proposed SAO hardware architecture can process the decode of a macroblock in 64 cycles.

SAO의 성능개선을 위한 저면적 하드웨어 설계

본 논문에서는 고성능 HEVC 복호기 설계를 위해 SAO(Sample Adaptive Offset)의 수행시간 단축과 연산량, 하드웨어 면적 감소를 위한 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 SAO 하드웨어 구조는 $8{\times}8$ CU(Coding Unit)를 처리하는 연산기를 구성하여 하드웨어 면적을 최소화하고, 내부레지스터를 이용하여 $64{\times}64$ CU의 처리를 지원한다. 또한 기존 SAO의 top-down 블록분할 구조 대신 bottom-up 블록분할 구조로 설계하여 연산시간 및 연산량을 최소화한다. 제안한 SAO 하드웨어를 TSMC $0.18{\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리 이용해 합성한 결과 게이트 수는 30.7k개의 로직게이트로 구현되며 최대동작주파수는 250MHz이다. 제안한 SAO 하드웨어 구조는 하나의 매크로 블록을 복호화하는데 64사이클이 소요된다.