FPGA实现的无损数据压缩算法——LZ4优化

"无损数据压缩算法的FPGA实现本科毕业论文" 这篇本科毕业论文主要探讨了无损数据压缩算法在FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）上的实现。无损数据压缩是一种特殊的数据压缩方法，它能在解压缩后完全恢复原始数据，因此在需要保持数据完整性的应用中尤为重要。随着信息技术的迅速发展，数据量的急剧增长使得高效的数据压缩技术变得至关重要。 论文作者梅发强在导师刘伟强副教授的指导下，针对当前无损压缩算法多依赖于软件实现的问题进行了研究。在许多高速数字系统中，软件实现往往无法满足实时性和性能需求，因此硬件实现成为了一个新的研究方向。作者特别关注了LZ4算法，这是一种快速但压缩率相对较低的无损压缩算法。 LZ4算法基于匹配查找策略，通过寻找重复的数据模式来减少数据量。然而，现有的LZ4硬件实现通常存在搜索窗口小、压缩率低和速度慢的缺点。为了改善这些问题，论文作者对LZ4算法进行了适当的修改，并利用Verilog语言在FPGA上实现了该改进版的无损数据压缩算法。实验结果显示，这种改进的LZ4算法在保持无损特性的同时，不仅提高了压缩效率，还提升了处理速度。 FPGA作为一种可重构的硬件平台，能够根据设计需求灵活配置，适合用于实现复杂算法的硬件加速。通过FPGA实现无损压缩算法，可以克服软件实现的局限，为高速数据处理提供解决方案。论文的关键词包括无损压缩、LZ4算法、Verilog硬件描述语言以及FPGA，表明研究的重点在于将高效的无损压缩算法与现代电子设计自动化工具相结合，以适应高数据速率的系统需求。 论文的贡献在于提供了一种改进的LZ4算法硬件实现，为未来无损数据压缩在嵌入式系统、存储系统和通信系统等领域的应用提供了新的思路。此外，这也展示了FPGA在实现高性能数据处理任务中的潜力，对于计算机科学与工程，特别是信息工程专业的学生和研究人员来说，具有很高的参考价值。