LZO實(shí)時(shí)無(wú)損壓縮的硬件設(shè)計(jì).pdf

1、在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，使人們的生活更加智能化。然而，這些技術(shù)在發(fā)展的過程中卻面臨著海量數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)等亟待解決的問題。因而，尋求一種合適的方案解決海量數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)問題成為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要任務(wù)。經(jīng)過調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，目前解決此類問題的一種有效且可靠的技術(shù)方案是對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。然而，無(wú)論是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或云計(jì)算技術(shù)，它們對(duì)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性要求都特別高，尋找一種合適的壓縮算法，在保證壓縮率適中的情

2、況下滿足實(shí)時(shí)壓縮效果則顯得尤為重要。
　　LZO(Lempel-Ziv-Oberhumer)是一種被稱為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮的算法，該算法的平均壓縮速率約為55MB/sec（2.6GHz主頻），平均壓縮率約為50％。雖然LZO壓縮算法取得了適中的壓縮率和實(shí)時(shí)的壓縮速率的優(yōu)點(diǎn)，但是在面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算海量數(shù)據(jù)處理時(shí)，如果采用軟件壓縮海量數(shù)據(jù)，LZO壓縮算法的執(zhí)行過程會(huì)占用大量的CPU資源，另外，由于軟件串行執(zhí)行的特點(diǎn)使得該算法的實(shí)時(shí)性不

3、能充分發(fā)揮。為此，本論文提出一種全新的硬件結(jié)構(gòu)，利用硬件的并行性等特點(diǎn)使LZO壓縮算法特性得以發(fā)揮，同時(shí)釋放了算法執(zhí)行過程中占用的CPU資源。通過進(jìn)一步對(duì)LZO壓縮算法進(jìn)行研究，針對(duì)性的提出基于該硬件結(jié)構(gòu)的加速方案，使得LZO壓縮算法壓縮速率和壓縮率均有所提升。采用Altera公司的SOPC Builder工具將LZO壓縮算法模塊與Altera公司的相關(guān)IP(Intellectual Property)模塊搭建成SOPC（System

4、On Programmable Chip, Altera公司提出的一種概念），同時(shí)在IDE(IntegratedDevelopment Environment)平臺(tái)上編寫C語(yǔ)言，最終在Altera EP2C35 FPGA(Field Programmable GateArray) DE2開發(fā)板上對(duì)LZO壓縮算法模塊及SOPC進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。
　　本論文針對(duì)性的提出一種全新的LZO壓縮算法硬件結(jié)構(gòu)，并在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出多種加速方案