Актуальность данной работы довольно высока, т.к. в настоящее время на передачу данных по глобальной сети Internet и сетях других типов уходит много времени и тратяться большие ресурсы. Требуется решить вопрос со сжатием информации перед ее передачей, одновременно решив проблемы скорости сжатия, стоимости такого устройства и решить вопрос декомпрессии принятых данных с учетом вышесказанного.

Начальной целью данной работы было - выявление наиболее подходящего алгоритма сжатия данных, для его дальнейшей реализации аппаратно на ПЛИС. Изучив алгоритмы сжатия, я пришел к выводу, что алгоритм LZS наиболее подходит для дальнейшей работы над ним, так как обладает рядом свойств, дающим возможность его аппаратной реализации. Но все же этот алгоритм имел некоторые недостатки, которые вели к тому, что аппаратное устройство сжатия данных имело низкую скорость сжатия при реализации на ПЛИС (это напрямую связано с ограничениями наложенными на описание проекта на языке HDL программирования и особенностями дальнейшей обработки кода для прошивки в чип). Изучив все эти недостатки, а так же получив временные характеристики устройства сжатия в виде графиков, я модифицировал этот алгоритм. В дальнейшем работа заключалась в реализации конечного программного описания данного устройства аппаратного сжатия данных с возможностью декомпрессии уже сжатых данных и отладки кода. При этом мною были использованы специализированные программы для работы над такого рода проектами - программы для моделирования, синтеза и получения битового кода, который в дальнейшем прошивался в чип. При моделировании мною была использована также новейшая разработка этой фирмы - технология HES, которая по сути дела ускоряет процесс моделирования и позволяет получить конечный результат намного раньше чем при использовании обычного симулятора. При моделирование данного проекта используя эту технологию, время моделирования уменьшилось в 900 раз в среднем.

При выполнении данной работы использовались методы экспериментального исследования. Были проанализированы алгоритмы сжатия данных, из которых самым подходящим оказался алгоритм LZS (Lempel-Ziv Stacker). Этот алгоритм был проанализирован и модифицирован специально для реализации на FPGA технологии.

Научная новизна работы состоит в том, что для реализации компрессора/декомпрессора был использован модифицированный алгоритм LZS для онлайнового сжатия данных, благодаря которому скорость сжатия значительно увеличилась. Так же для реализации такого устройства была использована FPGA технология, которая по стоимости значительно ниже чем серийное производство, и в данный момент в связи с вхождением в нашу жизнь нанотехнологий, имеется тенденция снижения цен на FPGA чипы.

Практическая новизна состоит в том, что для создания готового к употреблению устройства сжатия данных, используется FPGA технология, которая позволяет проектировать и внедрять проект в жизнь прямо на рабочем месте инженера. При тестировании проекта на работоспособность, а также алгоритма сжатия, использоволась новейшая технология - HES, которая позволяет ускорить время моделирования и пройти все его этапы.

Данная работа является интеллектуальным продуктом собственности компании Alatek, где она мной и была создана. В настоящий момент IP-Core этого устройства является недоступным для огласки, т.к. все права на этот продукт принадлежат вышеперечисленной фирме.

В заключении можно сказать, что будущее пренадлежит реконфигурируемым компьютерам, которые позволят видоизменять свою архитектуру на нужную в конкретный момент времени. Идет масштабное внедрение ПЛИС в мировую промышленность высоких технологий. Использование ПЛИС зарекомендовало себя как гибкий подход для реализации разного рода устройств при совмещение в себе качеств низкой себистоимости и простоты реализации по стравнению с промышленным производством. Проекты таких устройств разрабатываются инженерами на рабочих местах, где там же в дальнейшем и воплощаются в жизнь. Описанное на специализированном языке программирования устройство может храниться в библиотеках, и при надобности используя написанный ранее код, можно реализовать его на чипе ПЛИС. Это позволит избежать больших затрат связанных с трудным технологическим процессом производства, устареванием и серийными ошибками, которые могли возникнуть при проектировании. Это также сделает такие машины универсальными и способными работать автономно.