K001 ENCP视频编码芯片

K001 ENCP是一款面向FPGA平台的极低代价，极高性能，中下质量的编码器。设计之初，K001 ENCP的面积约束是90%LUT @ZCU102; 吞吐率约束是4K@30fps ZCU102

    为了满足上述约束，K001 ENCP 采用了32x32 的LCU 和一条七级深度的LCU级流水线，如图3-4 所示，其中RDO和REC同处一级流水线；DBF 和SAO同处一级流水线，相比于更浅的五级流水线，7级流水线的有点事IME和FME 不需要公用一个LCU的处理周期。RDO，REC和DBF，SAO也不需要公用一个LCU的处理周期，而缺点是必须额外的付出 两份 原始像素的轮转缓存； 一份 参考像素的轮转缓存和一份 重建像素的缓存。另外，在FPGA平台上，像编码器这样的复杂IP，其最高频率一般较为受限，而且ZCU102 并不是一个高端的FPGA开发板，因此。根据经验和试跑的结果，将目标频率设定成140MHZ，而4K@30fps @140M的吞吐率指标实际上也就意味着，每个LCU 的处理时间只有560个周期，综合考虑该周期约束和前面提及的面积约束后，K001 ENCP 不得不通过降低编码质量的方式来换取编码性能，因此K001 ENCP 只能提供一个中下水平的编码质量。

                    REG                                                      CTL

EXT_RD      RMD

              FTH-->IME-->FME  -->(RDO REC)  (DBF SAO)  --->DMP         EXT_WR

                                                                       E_C                                     BS_O

           图3-4 K001 ENCP 的层次结构

编码帧内时

（1）第0级LCU流水线唤醒模块FTH 读入原始像素

（2）第1级LCU流水线唤醒模块RMD进行粗略模式估计。

（3）第2级LCU流水线轮空

（4）第3级LCU流水线将依次唤醒模块RDO和REC分别进行码率失真优化和重建。

（5）第4级LCU流水线一次唤醒模块DBF和SAO分别进行去方块滤波和样点自适应补偿优化。

（6）第5级LCU流水线将唤醒模块E_C进行墒编码并写出码流。

（7）第6级LCU流水线将唤醒模块DMP写出重建像素，

在编码帧间帧时。

（0）第0级LCU流水线将唤醒模块FTH读入原始像素和参考像素。

（1）第1级LCU流水线流水线将唤醒模块IME进行整像素运动估计，如果开启了工具Lip 第1级LCU流水线还将唤醒模块RMD进行粗略的模式估计。

（2）第2级LCU流水线将唤醒FME进行分像素预测

（3）第3级LCU流水线将依次唤醒RDO和REC分别进行码率失真优化和重建。

（4）第4级LCU流水线将唤醒DBF和SAO模块进行去块滤波和sao

（5）第5级LCU流水线将唤醒E-C模块进行墒编码并输出码流

（6）第6级LCU流水线将唤醒模块DMP写出重建像素。