题目：AVS熵编码以及环路滤波系统结构研究

作为最新的视频编码标准， AVS是具有我国自主知识产权新一代的视频编码标准，设计一款支持这标准的视频解码芯片，是当今芯片设计领域的热点问题。本文的工作就是设计一种支持AVS标准编解码的环路滤波器硬件架构，并对其进行验证和性能分析。本文首先对AVS标准及其环路滤波算法进行了简要介绍，同时也对数字集成电路设计进行了介绍。然后分析了现有视频解码系统和环路滤波器设计，并且指出了本设计的重点和难点以及解决的思路。然后，本文从硬件设计的角度研究了AVS中的标准环路滤波算法，并提出了一种同时支持这标准的环路滤波方法。该方法具有灵活的滤波顺序。本文设计了一种适用于AVS编解码系统的环路滤波器硬件结构。该结构分为逻辑滤波和流程控制两个部分，其中逻辑滤波部分实现环路滤波算法，流程控制部分控制滤波流程。逻辑滤波部分通过算法优化降低电路面积，利用流水线设计提高最高工作频率，使得该部分的电路面积和工作频率都有较好的性能。流程控制部分通过滤波顺序和流程的优化，使逻辑滤波流水线保持灌满状态，将处理单个宏块的时钟数降至最低，降低了实时滤波的最低工作频率。同时，该设计还使用片上缓存方式，降低了系统总线的占用率。本文对于指数哥伦布编码这种前缀加后缀信息位的编码方法，提出了纯组合逻辑的方法，大大节省了编码的时间。对于解码，提出了对零比特位计数的新方法，使得类似于霍夫曼码这种即时变长码字的解码所消耗的周期数大大减小，极大的提高了解码的效率。最后，本文用硬件描述语言实现了该滤波器设计并进行了仿真验证。仿真结果表明，该滤波器完成一个4:2:0格式的宏块滤波仅需要196个时钟周期，达到了单路滤波设计的最小值，100MHZ下即可进行高清视频的实时滤波。完全能够满足1080P高清实时解码的需求。