多核高速无损压缩方案：FPGA实现与性能提升

"该资源是一篇研究论文，探讨了一种多核高速数据无损压缩方案，并在FPGA上实现了这一方案。论文主要关注航空遥感图像传输和雷达数据存储领域，这些领域对数据质量和实时性有高要求。作者提出了一种基于改进LZW算法的压缩方法，其速度比传统LZW算法快10倍以上。在Xilinx Spartan6系列LX150T FPGA硬件平台上，设计并实现了16个编码器的压缩系统。实验结果显示，单个FPGA压缩模块在100MHz系统时钟频率下，带宽可达约1.1Gbps。此外，还设计了一个包含5片FPGA的系统方案，以满足高速数据传输需求。关键词包括无损压缩、高速、算法、硬件和多编码器。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **无损压缩**：无损压缩是指在数据压缩后，解压后的数据与原始数据完全一致，不损失任何信息。这种压缩方式在对数据完整性要求高的应用中尤其重要，如遥感图像和雷达数据。 2. **高速数据处理**：针对航空遥感图像和雷达数据的大量和快速产生，研究提出了提高数据压缩速度的方法，以实现实时传输和存储。 3. **改进的LZW算法**：LZW（Lempel-Ziv-Welch）是一种常用的无损压缩算法，通过创建和更新字典来编码数据。文中提到的改进版LZW算法提高了压缩效率，压缩速度比原版LZW快10倍以上。 4. **FPGA（Field-Programmable Gate Array）实现**：FPGA是一种可编程逻辑器件，能够根据需要配置成各种数字逻辑电路。文中使用FPGA作为硬件平台，设计并实现了16个编码器的压缩系统，以达到高速并行处理的目的。 5. **多核架构**：通过在单个FPGA上集成多个编码器，形成了多核架构，这能显著提高数据处理能力，适应大数据量的实时压缩需求。 6. **系统性能评估**：单个FPGA模块在100MHz时钟频率下，带宽达到1.1Gbps，证明了设计的有效性。而包含5片FPGA的系统方案进一步提升了数据处理能力，适用于更高速度的数据传输场景。 7. **硬件设计优化**：设计考虑了实际应用中的带宽和时钟频率限制，确保了在保持高速压缩的同时，也能满足系统的实时性能要求。 8. **应用领域**：该研究对于航空遥感图像传输和雷达数据存储等领域的数据处理具有指导意义，可以提供高效的数据压缩方案，降低存储和传输成本，提高系统性能。