摘要……………………………………………………………………………I
Abstract……………………………………………………………………….II
誌謝…………………………………………………….……………………III
第一章 緒論………………………………………………………………….1
1.1. 研究動機與方法…..…………………………………………………….……….1
1.2. 論文架構…………….…………………………………………………………...2
第二章 背景與相關研究……………………………………………………..3
2.1. 嵌入式系統………………………………………………………………………3
2.2. 開發平臺………………….…….………………………………………………..4
2.2.1 PB926EJ-S架構………….………………………………………………..5
2.2.2 PB926EJ-S記憶體配置……....…………………………………………...7
2.2.3 Logic tile FPGA發展板…………………………………………………...8
2.3. JPEG背景與分類..…………………………………………………………...….9
2.3.1 Baseline JPEG………………………………………………………...….10
第三章 軟硬體系統架構設計………………..……………...………..….....11
3.1. 系統架構設計…………………………………………………………..……....11
3.1.1 系統設計流程……………………………………………………………12
3.1.2 JPEG壓縮之軟硬體系統架構…………………………………………..13
3.2. 軟體模組設計…………………………………………………………………..18
3.2.1 裝置驅動程式設計…………..…………………………………………..19
3.2.1.1 Initial function……..…………………………………………..21
3.2.1.2 Cleanup function……..………………………………………..22
3.2.1.3 Ioctl function……..……………………………………..……..23
3.2.1.4 Write function……..………………………….………………..24
3.2.1.5 Read function……..……………………………….…………..26
3.2.2 應用程式設計……..……………...……………………………………...29
3.2.2.1 Bmp讀檔掃描…………………………………………………29
3.2.2.2 JPEG硬體編碼呼叫…………………………………………..30
3.2.2.3 JPG壓縮檔產生……………………………………………….32
3.2.2.4 JPEG解碼……………………………………………………..33
3.3. 硬體模組設計………………………………………………………………..…34
3.3.1 JPEG Wrapper設計…...………………………………….………………35
3.3.2 JPEG編碼設計……………………………………………………..40
3.3.2.1 色彩座標轉換....……………………………………................41
3.3.2.2 二維離散餘弦轉換……………………………………............42
3.3.2.3 量化.............….…………………………………………..........45
3.3.2.4 Zig-Zag掃描.......……………………………………...............46
3.3.2.5 熵編碼(Entropy Coding).......……….............…………............47
第四章 資料傳輸最佳化設計………………………………………….…..51
4.1. Standard Character Device Driver Access………….……51
4.2. Direct Memory Access Controller……………………………………54
4.2.1 JPEG Wrapper突發式傳輸的設計考量…………………59
4.3. User Space with DMAC method...………………………62
4.4. User Mapping Kernel with DMAC method………………………64
4.4.1 MMAP function……………………………………….………………....65
4.4.2 User Mapping Kernel with DMAC Execution Flow……………66
4.5. Direct mapping I/O method……………………67
4.5.1 Direct mapping I/O Execution Flow..………………………68
第五章 實驗環境與效能結果分析……………………………69
5.1. 開發環境………………………………………………69
5.1.1 硬體開發環境………………………………70
5.1.2 軟體開發環境………………………………70
5.2. 硬體合成結果………………………………72
5.3. 軟體與硬體量測方法..……………………76
5.4. 軟體/硬體系統驗證……………………………77
5.5. 實驗結果分析………………………………………78
第六章 結論與未來展望……….……….…........85
參考文獻………………………………………………………88
附錄 A. BMP檔案格式介紹………………………..…90
附錄 B. JPEG檔案格式介紹…………………….91
附錄 C. JPEG影像壓縮測試圖…..…………………..92
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