低功率的需求在有電源供應限制的系統之中是很重要的因素,像是行動電子裝置。在現在的行動電子裝置上,有越來越多的功能被加進來,這些功能有時是需要較大的運算的,例如影像的壓縮技術。要在行動電子裝置之中,實現這些功能,除了壓縮的效率和面積之外,低功率的設計成為了一項非常重要的考量。一個影像壓縮系統的組成,大致可以分成幾個部分,包含有移動估計、離散餘弦轉換、亂度編碼…等部分。他們在硬體實現上,各有著不同的特性,所以,不同的演算法和架構必需要被採用來完成低功率需求的設計。 MPEG-4是一個在1999年被制定的影像壓縮協定。它同時也被廣泛的應用在現今的影像壓縮系統之中,尤其在行動裝置之中,更是被廣泛的採用。它包含了基本而重要的幾項影像壓縮技術,如移動估計、離散餘弦轉換和亂度編碼。 在本論文之中,我們分析了MPEG-4編碼器之中的幾個重要的原件,像移動估計和離散餘弦轉換,並發展了適合的低功率演算法及硬體架構來實現它們。我們加強了移動估計硬體之中的資料共用性,以減少了記憶體的讀取動作,並在離散餘弦轉換硬體之中,加入動態計算的設計,以此來節省了運算的功率消耗。在系統方面,我們利用了大量資料為零的特性,利用標記的方式,去除了為零資料的讀寫動作。在電路實作方面,我們更在整個編碼器之中,加入了閘控時脈的技巧,把整個編碼器的功率消耗進行了有效率的削減。 在移動估計硬體上,我們可以達到僅僅0.65%的記憶體讀取,並僅造成了約0.05dB的品質下降。在離散餘弦轉換硬體上,我們可以下降約55%的運算量。標記的動作,可以省下量化之後到亂度編碼之間60%~80%的資料讀寫。最後,整個編碼器使用了TSMC 0.18 μm CMOS 1P6M製程進行下線,包含了201K的邏輯閘數和4.56 KB的記憶體,它在...