Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   12 ,  N o.   3 ,  Decem ber   201 8 , p p.   995 ~ 1002   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 2 .i 3 .pp 995 - 10 02          995       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Effici ent  H.264 D ecoder  A rc hit ecture  U sin g   Extern al Mem ory  and Pip eli nin g       G.R. P oornim a 1 , S C  Pr asan na   Kum ar 2   1 Dept.   of   E   &   C E,   Sri   Venka te sh wara   Col le g e  of   Engi ne eri ng,   Ba ngal ore   2 Dept.   of   E lectr o nic s &   Instrum e nta ti on   T ec hnolo g y ,   R  V   Coll ege  of  Engi n ee rin g,   Banga lor e       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   30 , 201 8   Re vised  Ju l   14 ,  201 8   Accepte d  Aug   2 1 , 201 8       A  H.264  standa rd  is  one  of  the   most  popula r  coding  standa rd  with  signifi ca n t   improvem ent   in  vide o  broa dc asting  and  strea m in g  appl icati on .   How eve r  it ’s   signifi c ant   in  co m pre ss ion  but  n ee ds  huge   c al cu l at ion   and  complex  a lgori thm   for  providi ng  b et t er  image  qu alit y   and  compress ion  rat e .   In  H. 264  codi ng   te chn ique ,   desig ning  of  dec oder   is  a  ke y   fac tor  for  eff ic i ent   cod ing.   In  thi s   pape r  we  ar e  designi ng  a  de code r   using  a  complex  input .   W e  ens ure d  seve ra l   improvem ent   li ke  loopi ng  a rra ngement ,   buffe r  upgra da ti o n,   b uffe r   supplement,   m e m ory   reu sab il i t y   and  pip el in i ng  arc h it e ct ur e.  W e  have  m odifi ed  the   m e m ory   stru ct ur e  a lso.  Our  designed  dec oder   ac h ieves  a  bette r   fra m e  dec oding   eff ic i ency   against  stat e - of - art  m et hods.  The   proposed  appr oac h  al so provi des  good  are a   opti m iz ation  wi th  a  m axi m um   fr eque nc y   o f   355  MH z.   Ke yw or d s :   H.264  dec od e r   P ipeli ning  a rchi te ct ur e   Mem or y re us a bili ty   Lum a/ Chro m a   Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   G. R.  Poo rn im a ,   Dep t.  of E  &  C E,   Sr i V en kat esh war a  Colle ge o f  E ng i nee ri ng,   Ba ng al or e .   Em a il :  po orni m a_g _r@ya hoo. c om       1.   INTROD U CTION   H.264  is   a  m os t  broad ly   use d  sta nd a r d  f or  vid e o  c od i ng  with  si gn i ficant  im pr ov e m ent  in  vide o  broa dcasti ng,  vid e o  stream ing   an d  op ti cal   disc.  It  is  est a blishe d  by  J V T  (J oin t  vi deo  Team )  of   IT U - T  a nd  IS O/ IEC and a lso know n  as MPEG - 4 part  10  a dvance  vide o  co ding.  Mo st of  the b it s tr ansm itted w ire le ssly  in   a  com m un ic ation   netw orks  us es  MPE G - 4  par t  10  a dv a nced   vid e o  c odin g  ( AV C ).   H.264  vid e o  cod i ng  com pr ise s  high  com pr essio n  eff ic ie ncy,  s o  it   is  m os t  fr equ e ntly   us e d  in  vi deo   c odin g.   It  has  s om e   new  featur e s  inclu di ng   inte r - pr e di ct ion ,  i ntra  pre dicti on ,   va riab le   blo c k  siz e  a nd   c onte xt - bas ed  ada ptive  e nt ropy  cod i ng   [1 ] .   T he se   al l  new   fe at ur e  nee ds   c om plex  co m pr ession  al go rith m   and   huge  c al culat ion s  to  pro vid e  bette r  im age  qu al it y  and   c om pr ession  r at e.  H.2 64  co ding  te ch nique  in vo l ves  s ource  cod e   f ro m   dif fer e nt   do m ai n  li ke  c om pu ta ti on al   ph ysi cs,  com pu te r  sci ence   an d  m achine  le ar nin g  ap proac h,  wh ic h  m akes  c om plex   so urce  co de  a nd  ch al le ng es   in  synt hesis.  T he  c om plexity  of  the   H.264  decode r  is  i ncrea sed  l ot  c ompare   t o  MPEG - 4 dec oder .   Usu al ly   a  H. 264  decode r  co ntains  a  pip el i ning  arc hitec ture  of   4*4  sub  blo c k.   T he  dat a  pr oc essin g  tim e   and   the  c om plexity   of   each  sta ge  of  pi pelinin g  arc hitec ture  de pe nds   on   the  ty pe  of  data  an d  dec od i ng  m et ho ds.  The  t i m ing   of   eac h  sta ges  sho uld   be  know n,   s o  that  the  sta ges  wh ic h  re qu i res   m or e  processi ng   ti m e   can  be  no rm alized  by  eff ic ie nt  decode r  arc hite ct ur e.  An   eff ic ie nt  dec od er  arch it ect ure   can  ideal iz e  al l  th e   tim e  con su m ing   sta ges  by  re duci ng  the  c omplexit y  up   t o  c ertai n  le vel.I t  i s  obser ved   by  run  ti m e   analy sis  tha t   the  m otion   c om pen sat ion   ( MC )  us es   55 %  of  the   dec odin g  ti m e.  So ,   it ’s  a  c ru ci al   facto r  in   de sign i ng  a   decode r  arc hitec ture  [ 2 - 3]  c onside rin g  pe rfo rm ance.  Re ading   pix el   data  with  le ss  com plexity   can  incr ease  the   perform ance  of  the  de co der.  H.264  decode r s  usual ly   hav e   three  unit s.  O ne  is  the  MC   un it   disc us se d  above,  seco nd   is  the  deb l ock i ng   filt er  un it   an d  the   la st  is  data  ou t  un it   w hich  helps  in  tra ns f err in g  im age  data  on   disp la y  dev ic e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   995   –   10 02   996   The  siz e  of   c ode,  c om plexity  of   data  str uctu re  an d  functi on  hierar c hy  s houl d  be  lim it e d  as  m uch   a s   po s sible.  T here  are  diff e ren t   m et ho do l og ie s,  wh ic h  affe c ts  the  eff ic ie nc y  of   dec od e r .  So m e  research ers   fo ll owe d  bo tt om - up   m et ho dolog ie s  w hich  inclu des  blo c k  le vel  desig n  al ong  with  syst em - le vel  design in g.   Wh e reas  s om e   researc he rs  f ol lowed  to p - down  m et ho do l ogie s  w hich   inc lud es  t he  whol e  functi on  as  a   sing l e   un it .  T her e  is  al so   dif fer e nce   between   HLS  gen e rated  ha r dw a re  an d  sta nd al on e  hard w are.  S o,   the  di ff e ren t   m et ho dolo gies   us es  in  di ff e r ent  goal   and   a pp li cat io n.   A  com plex  app li cat ion   m ay  be  m or e  eff ect iv e  with  appr oach es   tha t  br ea ks   the  c od e  piece wise  and   opti m i ze  e ach  piece  of  c od e  w her e  a s  a  si m ple  app li cat ion   m ay  r equ ire  m or e  m et ho ds  to  g et  e ff ect ive .s o,  it ’s  co m plete ly  d epe nds to   pur po se  of a pp li cat ion .   To  re duce  the   m e m or y  scope,  seve ral  opti m iz at ion   are  done  by  resea rc her s .  S om e  of   the  HE VC   hard war e  inter po la ti on  is  presented  in  [4 - 7],  w her e  the y  hav e  com par ed  diff e re nt  te chn i qu e s.  I n  thei r   appr oach,  they   did   not  us e d  m e m or y  based  i m ple m entation .  I n  [ 4],  they   hav e  im ple m e nted  th ree  di fferent  8 - ta p  FI R  filt er  by  us in g  a  co nf i gurab le   pat h,   w hich  ca n  evaluate  s in gle  filt er  ou tp ut  at   a  t i m e.  Du e  to  this   reason,  it   can  be  us e d  for  on ly   m otion   com pensat ion.  I n  [ 5],  the  prese nted  ha rdwa re  de sign   us es  m ulti plier   le ss  con sta nt  m ul ti plica ti on   (MCM )  ap pro ach  f or   m ul ti plyi ng   with  co nst ant  factor   i n  [6 - 7],  they   ha ve   us ed   add e rs  a nd s hif te rs  f or g e ne rati ng   FI R  filt ers.   In   t his  pap e r  we  hav e   dem on strat ed   H .26 4  vid e o  c odin g  with  it s  real  a pp li cat io n  an d  the  ty pes - of  com plexity   whic h  we  face  on  top   dow n  a ppro ac hes.   Desi gnin g  of  decode r  co re  is  ve ry  im po rtant  in  fa st  an d  powe r  eff ic ie nt  decodin g.   Ma ny  onli ne  platf or m   li ke  Yo uT ub e  a nd  Face book u sin g  h.2 64  te ch nique  f or  vid e o  cod i ng.  Pop ula r  m anu factur i ng  com pan y  li ke  app le   an d  sna pdra gon  al so   us es  H .26 4  vi deo   c od i ng  for   their  process or s .  Th is  pa per  inclu de s  that  how   w e  are   im pr ov i ng  t he  desig n  proces s  a nd  what   dif ficult ie s  we  a re   facin g  w hile  de sign i ng   a  dec od e r.   We  sy nth esi zed  t he  c ode,  op ti m iz ed  the  co de  a nd   a chieve d  a  th r ough pu t   wh ic h ou t perform s the state - of - a rt tec hniq ue s.    This  paper  is   orga nized   as  fo l lowing  way.   I n  sect ion   2  w e  ha ve  dem on strat ed  a   bri ef  relat ed  wor k  of  desig ning  a   de cod e rs.  I n  S ec ti on   3,   a n  ove rv ie w  of   H.2 64  decode r  is  presente d.   Sect ion  4  des cribe s   our  pro po se d  opti m iz at ion   te chni qu es  of  de sig ning  a  H.64  de cod e rs.  Th e  pe rfor m ance  an d  re su lt   e valua ti on   i s   s how n  in   S ect i on 5.   In last  se ct ion   we  c on cl ud e  ou r pape r.       2.   R EL ATED  W ORK   HLS   to ols  m u ch  hype d  to  ac hieve  prot otyp ing   an d  ra pid   desig ning  of  ha rdwar e  in  re gi ste r  transf e r  le vel.  J.  And ra de  et   al   [8 ]   has  pr ove d  this  cl aim   by  us ing   a  com plex  app li cat ion   desi gn i ng,  w hich  im ple m ents   low - de ns it y  pa rity - check  (L D PC). HLS   t oo l can h el p  us e r  t o  e xp l or e  la rg e   sp ace desi gn i ng  int o  m ulti ple   sm all  desig ning,  w hi ch  m ake  i ts  pr oductivit y  high.  HL S  too l  ca n  al so   ex plore  m ic ro   arch it ect ur e  of  the  ge ne rated   desig n. LD PC  decode rs  a re  de velo ped b y  usi ng  t his  HLS  t ools  on ly , w hich  h as  an ave rag e  thro ughput.   S.  Ba lde v  et .al  [ 9]  has   dev el oped   a n  e ff ic ie nt   5 - sta ge  pip el i ning  a rch it ect ure  of  da glo c king  filt er  f or   desig n  of  HE VC  dec od e r.   T he  lum a/ chr oma   sa m ples  are  app li ed  ver ti ca ll y  o n  edg e  filt ers  of   th e  desi gn s  to   get  m axi m u m   t hro ughput  a nd  m ini m iz es  the  nu m ber   of  cl oc k  cy cl e.  T his  pro posed   arc hitec ture  is  de velop e d  in  FP GA  an d  AS IC  platf or m   us in g  90 - nm   t echn i qu e .  T he  resu lt   of   t his  pro pose  arc hitec ture  s hows  t ha t  the  UHD vide os   ar e  dec od e d  at  200f ps .   F.  Le duc - P rim eau  et .al  [10]  has  de velo ped  a  desi gn  ap pro ach,  know n  as   quasi - sy nchronous   desi gn   appr oach   .LDP C  decoder   al lo ws  ti m ing   vi olati on ,  wh ic h  is   m od ifie d  t hro ugh  pro per   m od el ing   by  HLS.  The   new  desi gn e d  ci rcu it s  ca n  pro vid e  sam e  p er form ance  with  sam e  area  co ns trai nt  but  ha ving  a n  energy   reducti on  of   32 %.   Desig ning  of  Node  P ro ces sing   Un it s  in  L PD C  dec oder  [11]  is  ver y  im po rtant  for  both  ha r dw a re   resou rces  a nd  processi ng  e xp e riences .  N PU   a rch it ect ures  s upports  decode r  in  ke epin g  lo w  ha rdware   util iz at ion   with  m axi m u m   op erati ng  fr e qu ency.  T he  sy nth esi s  ou tc om e   pro ves  th e  ha rdwar e   ef fici ency  f or   pro po se d  a rc hitec ture.   T.  Ma ll ikarachc hi  et .al  [1 2]  has  pro posed  a  fr am ewo r k  to  reduce  the  c om plexity   of   deco di ng.  By   reducin g  the  c om plexity   of   de cod e r,   t hey  ha ve  re du c ed  the en er gy  co nsum ption  dur in g  m edia  play bac k.  Th ey   al so  im pr ov e d i n  bit - rate a nd  vid e o qu al it y b y desig ning t his f r am ewo rk.   H.   Kim   et .al  [13]  has  de ve lop e d  a n  ef fici ent  arch it ect ure  of  HEV C  for  s upportin g  ultra - hi gh   def i niti on   c on te nt  by  m ultico re  im ple m e ntati on .  In   st and a r d  HE VC  te chn iq ue  th ere  is  issue  of   data  dep e ndencies ,   wh ic h  m akes  it   ineff ic ie nt   fo r  par al le l  processin g.   The  no vel  ar chite ct ur e  of  m e m or y  orga nizat ion   s olv es  the  probl e m   of   data  dep en de ncies  an d  m akes  it s   eff i ci ent  for  pa r al le l  pr ocessin g.   T hey   hav e  im ple m en te d  de - blo c king  filt er w it h ski p  m od e  pip el in ing  t o  ac hieve   high  perform a nce  of thro ughput.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Eff ic ie nt H .26 4 Dec od e r  ar chi te ct ur e u si ng E xt erna l Me m ory  and Pipel ini ng   ( G.R.  Po ornima )   997   3.   H.26 4  ST ANDAR D VID E O D E CODI N G   A  H.2 64   sta nd ard   ha s  a  nu m ber   of  pro file s,   wh ic h  c ov e rs  diff e re nt  encodin g  featu res,   fr am e  rates  and   reso l utions.  Th us ,  it ’s  m and at ory   to  def i ne  the  pro file ,  wh il e  des ign in g  a  dec oder ,  so   that,  they   will   su pp or t  f or  tha t  sp eci fic  pro file .  In   this  pape r,   we   a re  de sig ning  a  dec oder   for  the  m ai n  pr ofi le ,  norm al l y  us ed   in stan dard  vide o  stream ing  a nd br oad cast in g.     Inp ut  of  t he  de cod e r  is   an   en cod e d  Y UV  vi deo  co ntaini ng  colo r  s pace d  pix el s,   w her e   Y  represe nts   lum inance  w he reas  U  a nd   V  re pr ese nts  chrom inance  com po ne nt.  H um an  ey es  are  m or e  sensit ive  to  br i gh t ness  t han colors,  for t his  r eas on chr om i nan ce  d at a  is c on si der e d f or  i m pr ov in g  e nc odin g  e ff ic ie ncy .    In   H.264  sta ndar d,   vid e o  is   encode d  f ra m e  wise,  where  I - f ram es  are  enc oded  without  any   inf or m at ion   of   past  a nd  f utur e  fr am es.  Enc odin g  of   P - fr am e  re qu ire s  in form ation   of   pre vious  fr am e  wh ereas   encodin g  of   B - f ram e  req uire s  inform at ion   of   past  fr am e  as  well   as  fu t ur e  f ram es  al s o.   E ncode d  vi deo   is  store d  in  form   of   bit  stream .  Fil e  fo rm at   of   encode d  vid e o  pro vid es  i nform at ion   ab ou t  e ach  f ram e’s  typ e.  A   H.264 i nput  file  for m at  is sh own  in  F ig ur e   1.           Figure  1 .   Str uc ture of  H.2 64 e ncode d fil e       SPS  an d  PP S  un it   of  input  f il e  (f ram e)  con ta ins  inf orm a ti on   re gardin g  decodin g  pa r a m et ers  and  fr am e  siz e.  ID R  un it   of   the  i nput  file   is  the  first  sli ce  wh er e  fr am e  is   fu rt her   div ide d  int o  m acro   blo ck s.  Each   of   t he  sli ce  he ader   ha ving  basic  inf orm ation   of   sli ce  li ke  sli ce  iden ti fier,  num ber   of   m acro   bl ocks,   qu a ntiza ti on f a ct or  a nd fram e config ur at io n.   A  Dec od e r  get s  com pr essed  bit - stream   fr om   the  enco de d  inp ut  file   w he re  entr op y  dec od e r  dec odes  the  input  bit  stream   into  a  set   of   qua ntize d  coeffic ie nt.  T he   resid ual  i m a ge  inf orm ation  can  be  ob ta i ne d  by  us in g  i nv e rse   qu a ntiza ti on  a nd  in verse  tra nsfo rm at ion   unit .  The   c om bin ed  i nfor m at ion   of  resid ual  da ta ,  pre - decode d data a nd pre dicti on  i nfor m at ion  is  ut il iz ed  in f inal  decode d  im age.    In   this  pap e r,   we  m ai nly   fo c us   on  ge tt ing   higher  reso l ution   dec od e d  im age  with  a  high  f ram e  rate.   Fo r   this  purpo se  we  need   to   consi de r  a  de sign   process ,  wh e re  we  im p lem ent  the  para m et erized  buf fer   f or   tem po rar y  sto r age  so l ution.  A   H. 26 4  vid e o  de cod e r  f un ct io nal  blo c k  diag r a m   al on g  with  intra  pr e dicti on  unit   is sh own  i n  F i gure  2.           Figure  2 .  H .26 4 D eco de r  f un ct ion al  b l oc k d ia gr am   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   995   –   10 02   998   4.   IMP ROVED   H.26 4 DEC O DER WIT H  S IMU L ATIO N  ARCHIT EC TURE   In   this  sect ion  we  will   discuss   ab out  the  un iq ue  desi gnin g  an d  m eth od ology  to  get  i m pr ov e d  i m ple m entat io n  of   H.264  de c od e r.   We  are  m ai nly  con cen trat ing   on  dif fi culti es  in  p erfo rm ing   to  desig ning  a  m od ule,  w hich   can  dec od e   ou r  vi deo  f ram e  eff ic ie ntly .  I n  t otal  desi gn i ng  process ,  a  us e  case  has   co ns i der e d  for  the  ha rdw are  m od ule  wh ic h  incl ud e s  requirem ent  ver i ficat ion ,   cod e   w riti ng   and  it erati ve  so urce   op ti m iz ation   w it h  sin gle   f unc ti on   or  m ulti pl e  f un ct io n  al ong  with   syst em   le vel  optim i zat ion .  The   si m ula te d   arch it ect ure  of  H. 26 4  decod er  is  sh own  in   F igu re  3.   Th e  arch it ect ur e  sh ows  the  co nnect ivit y  of   ex te rn al   m e m or y wit h  s har e d b us  a nd interf ace  unit .           Figure  3.   Sim ulate d  H.2 64 d e cod e r  a rch it ect ur e       4.1 .     Im prove d Synthesi s Pr ocess   In   this  sect io n  we  will   sta rt  i m pr ovin g  the  app li cat io n  it erati vely   by  i m p rovin g  the  co de .  W e  will   first  im pr ov i ng  the  desi gn  for  area   m ini m iz ing   by  im plem enting  m axim a ll y  par al le li ze  and   pipe li nin g  arch it ect ure.  T hough,  this  ar chite ct ur e  can no t  be  us e d  in   com plex  ap plica ti on ,  beca us e  ap plyi ng   global  par al le li zat ion   m akes  area  cos t  too   high.  D ue   to  this  reaso n,   we  sh ould  m or e  sel ect ive  in  op ti m iz ing   area  and  op ti m iz ing  p er form ance in  c om plex  app li cat ion .     We  hav e   w ritt en  our  c ode  by  the  help  of  Xili nx   IS E  t oo l  i n  Ver il og  hard war e   desc ripti on  la ngua ge .   It’s  a  t oo l  w hi ch  gi ves  e nv i ronm ent  to  de velo p  the   desi gn  co de,   synt hesize  the  c od e  an d  sim ulate  the  dev el op e d desi gn code.     4.1.1 Buil din g Individ ua l  Fu nctio n   We  sta rt   buil di ng  eve ry  in div i du al   f un ct io n  i n  a  f as hion,  w hich  help s  in   ge tt ing   pe r form ance  on  cal l.   We  ha ve  div i de d  al l  sing le   functi on   int o  gro up s  a nd   perfor m ed  sever al   en han cem ent.  We  con ce ntrated   m or e  on p e rfo rm ance optim iz at ion  r at her tha n  a re a optim iz at ion .     4.2 .       Mem ory R eus ab il it y  w ith Pipel ini ng  Architec tu re   In   order   t o  m a ke  m e m or y  ref eren ces  e ff ic ie nt  in  refe re nce   so ft war e  CP U   i m ple m entat io n  is  a  key  factor.  T he  ha r dw a re  im ple m entat ion   of   sh a red   m e m or y  m igh t  be  ex pe nsi ve,   eve n  i n  ca se  of   l ocal  BR AM  blo c k  al so ,  whic h  m ay   cause  a  per f or m ance  bo tt le nec k  of  the  syst e m .  T hu s ,  by  ap plyi ng   s plit te d  indi vid ua l   reg ist er  or   sm al l  local   data  arr ay   reu sa bili ty   can  be  a n  im p or ta nt  facto r  in   syst e m   per for m ance.  The  de ci sion   of   s plit ti ng   re gi ste rs  or   sm al l   local   data  arra y  i m ple m entat ion   de pe nds  on  three  facto rs .  First,  the  fun ct ion s   wh ic h  in vo l ve d  in  ar ray  sho uld   be   sign i ficant  functi on  in div id ually .  Sec ond  thi ng   the  functi ons  w hic h  are  involve d  in   ar r ay   sh ould   ha ve   data - par al le li sm   and   m e m or y  port  li m it at ion   shou l d  no t  be  there.   The   la st  thin g  is t he  im ple m e nta ti on   of BR AM. T he re du c ing  BR AM ca n be m or e e ff ect ive tha n pr e ve nting t he re gister  us e.   This  strat e gy  is  ap plied  in   ou r  de sig n  im ple m entat ion .  B ut,  if  the   local   buf fer   siz e  is  no t  com plete l y  par ti ti on i ng   fe asi ble,  in  that  case  we  create   an  ad diti on al l y  loc al   bu f fers   wh ic h  can  be  reu se d  ef fici en tl y.  In   our  co de,   i n  each  it erati on   we   read   5 - 6  overl app e d  data  it em s   wh ere  on ly   on e  data  it e m   is  new .  T he refor e ,  by  creati ng local  buff e r we  read  a n e w data  in e ach ite rati on.   Til l  no w,   im pr ov em ent  is  do ne  for  eff ic i e nc y  and   m e m or y  reu sabili ty   by  low  le vel  functi on   cal li ng.  Now,  we   ca n  f ur t her  im pr ov e  our  syst em   f or  area   co nst raints.  A  pipe li nin g  arc hitec ture  help s  a   lot  in   i m pr ovin g  pe rfor m ance  as  we ll   as  sign ific an t  area  op ti m iz a ti on .  We  ha ve  pip el inin g  base d  on  the   nu m ber   of  it erati on s t o  im pro ve  f urt her p erfor m ance of  the syst em  alon g wit h area  optim iz at ion .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Eff ic ie nt H .26 4 Dec od e r  ar chi te ct ur e u si ng E xt erna l Me m ory  and Pipel ini ng   ( G.R.  Po ornima )   999   4.2.1 Im provi ng  Thr ough  Cross  Func tion  Exa mi n ati on   We  sta rt  dev el op i ng   f unct io n  sequ e nces  any   analy zed  their   i m po rtance  in  app li cat io n.   I n  desce nd i ng  order   o f  sig nif ic ance,  we  ca n  i m pr ove  the   le af  fu nctio n  seq uen ce ,  w hich  is  m or e  effe ct ive  in  enh a ncin g  i m po rtant  cal l  seq uen ces .  Pro fili ng   data  is  updated  a nd   t her e  afte r  we  fin d  out  the  diff e ren t  seq ue nc es  of   functi on  cal ls.  These  f un ct io n  cal l  m igh t  be   the  im pr oved   le af  f un ct i on  or  oth er   se ver al   f un ct io n  i nclu ding   cal l  sta ck.   Each  f un ct io n  la te ncy  is  analy zed  al ong  wit h  the  num ber   of   cal ls  on   cal l  st ack.  T his  data  helps  us  in f i nd i ng criti cal  p at h  i n  cal l  sta ck.     4.2.2lum a  a nd  C hr om a  P ar al le l Da t a  Fl ow D esi gn   Fi gure  4  dem on st rates  the  Lum a  and   Ch r om a  par al le l  data  path  unit ,  wh e re  buff e rs  are  util iz ed.   Weig ht  pr e dictor  est im a te s  the  weigh t  f or   both  L um a  and   Chrom a  data  s a m ples  wh ere  data  is  stored   i n  sm al l   buff e rs.  A ve ra ge  s um   of   t he   predict ed   weigh t,   bu ff e r  dat a   an d  i nd i vidu al   pr e dicte d  w ei gh t  is  ap plied  to   m ul ti plexer   for  f inali zi ng the   ou t pu t.             Figure  4. Lum a - Ch ro m a D at a flow  desig n       4.3 .     L ooping   Rea r r angeme nt   a nd  Fu ncti on  I nli ning   Ther e  a re  so m e  factor s ,  w hich  can  sto p  the  pip el inin g  c omplet el y  in  loo p.  The  co ntr ol  f low  of  the  loop  m ay  deg r ade  the  pe rform ance  by  app l yi ng   co nd it io na l  check   in  eac h  loop  it erati on.  D ue  to  the se   reason,   we reo rd e r  e ve ry lo op where   op ti m iz ation   of both t he  la te nc y i s n ee ded co ns ide rin g  the  pi pelining s uitabil it y.   Durin g  si ng le   functi on  op ti m iz at ion ,  it   has   bee n  fou nd  in  se ver al   ca se s,  that  t her e  is   a  nee d  of   functi on  inli ni ng  f or   both  la te ncy  an d  are a  optim iz at ion .  But  it   is  not   necessa ry  tha t  there  is  al w ay s  a  sign ific a nt  be ne fit  of   s pecial iz at ion   w ould  be   there  by  f un ct ion   in li ning.  Du e  t o  du plica ti on   of  res ourc es,  a  trade off  is  ther e  between   fun ct ion   cal l  ov er heads  an d  incr eased  area.  By   i m ple m enting  inli nin g  to ol,  we  can   achieve  un i versal ly   inli ne  or   we  can  pre vent   inli nin g  of  a  functi on.  I n  our  case,  we  trie d  to  get  m axi m u m   ben e fit  in  each  cal l  s it e.  Ho w ever,  in  so m e  c ases  it   is   ben ef ic ia l  on ly   after  inli nin g  a  subs et   of   fr e qu e ntly   us e d  functi on call  si te s.    Af te r   ide ntifyi ng  im po rtant  posit ion s   of  po t entia l  savin g,  we  im ple m ent ed  f unct io n  inl ining.  Using  prof il e  data  an d  ca ll   sit e   po sit ion s,  it   is  ob serv e d  that  the  sign ific a nce  of   al l   cal l   sit es  f or   can did at e  f unct ion.   We  ope n  m ult iple  al te rn at ive   op ti on   of  inli ning  di recti ves   wh ic h  helps  i n  fi nd i ng   la te nc y  savin g  an d  area   cost, B ut w e  have  finali zed i nline c ho ic es  by  inli ni ng m anu al ly  f or the  i m ple m ented  f unct ion.   Buffer  upgra da ti on   As  we  disc us s ed  earli er,  in  im pr ov in g  of  sing le   f unct ion   buff e r  r ole  is  ver y  sig nifican t  to  execu t e   par al le li sm   al g or it hm .  In it ia ll y,  we  sta rt  f r om   local   buf fer   insertio n  t o  im pro ve  sin gle  le af  f unct io n.   He re,  we   are  no t  c onsid erin g  the   plac es,  w he re  to   de fine  t he  buffer  f or  getti ng  m axi m u m   benefit   of  pa rall el iz at ion  durin g  the  cal l  sta ck.   W e  just  evaluate  the  ind i vidual  buff e r  to  de fine  in  cal l  stack .  Bu ff e r  can  aff e c t   par al le li sm   of   su b - f unct io n s  at   hig he r  le vel  of   cal l  sta ck,   bu t  at   the  sa m e  tim e  i t  le ads   com plexity  in  inter - blo c k  e dg es ,  wh ic h  ex pe riences  ov e rhead   wh il e  c op yi ng  f or m   global  edg e s.  I n  t his  sit uation,   a  co nf li ct i on   com es  in  sh ari ng   of  pote ntial   data,  because   m ul ti ple  su b - f un ct io ns   re us e s  sam e  bu ff e r.  W e  a naly ze  the  cal l   sta ck  of   eac h  local   buff e r  an d  try   to  def ine   it   earli es t  plac es,  wh e re  over head   is  m ini mu m   and   su b  f unct i on   gets m axi m u m  b e nef it   durin g parall el ism .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   995   –   10 02   1000   4.4 .     S ystem  Le vel Pa r allel  Pro ces sing   On ce  cal l  sta ck  i m pr ovem ent  is  do ne,   we  im pr ov e d  ever y   sing le   functi on  al ong  with  the  i m po rta nt   seq uen ce  of  f unct ion  in  cal l  s ta ck.   Now  in ste ad  of   optim izing   le ss  si gnific ant  f un ct i on,  we  sta rt  op ti m iz ing  data  bu ff e rin g  and  data  t rans portat ion  acr oss  dif fe re nt  por ti on s  of  dec od er,  w hich  is  not  di rectl y  connecte d  with  functi on c al l st ack.    Af te r   data  op ti m iz at ion   we  fi nd  out  to p - le ve l  dep e ndencies   in  pr of il in g  da ta ,  w hich  helps   in  fi nd i ng   data d e pe nden cy  b et wee n buf fer s  of to p  le ve l functi on in  ca ll  stack.     4.4.1 Bu ff er  S upplemen t  a n d Ta s k Lev el   Par allel ism   As  we  discuss ed  earli er,  t he   input  data  str ea m   is  co m pl ex,   s o  after  c al l  sta ck  and   local   buff e r  insertio n,   t he  exter nal  data  e valuati on  is  c r it ic al   factor   in   perf or m ance  evaluati on.  Th at ’s  w hy  we  wan t  t o  d evel op   a   co re   syst e m ,  wh ic h  shou l d  be  i ndepende nt  from   ta rg et   res olu ti on,  wh e re  s om e   par t  of   m e m or y  can   be  acce sse d  th r ough  exte rn al   bu s  f or   data  tr ansf e r  rat her   t ha n  us i ng   l ocal  m e m or ie s.  Mo reover ,  im ple m ented   local   buf fer  ar e  well   op ti m ized   for  par al le l i s m   in  local   f un ct io n.  S o,  th ere  is  no  need  of  hav i ng  fac il it at e   reu si ng th rou ghout cal l st at e r egio n.   By   us ing  the  sta ti sti cs  of   pr of il e  in form at i on,  crit ic al   functi on  is  dete rm ined  and  cl us te rin g  is   dev el op e d  for  functi on  cal l  grap h.   Additi on al ly ,  with  th e  help  of   t his  cl ust ering,  a  local   data  arr ay   is  c reated  for  syst em - le vel,  wh ic h  is  c om par at ively   lar ge  a nd  use d  by   directl y  or   in directl y.  Direct ly   us e  of  this  l arg e r  data  can  be  po ssible  wh e n,   th ere  is  no   nee d  of   s ub sta ntial   par al le li sm   wh ereas  ind i rectl y  us e  of   data  c an  be   po s sible  by  co pying  data   int o  nex t  le vel  of  buf fer.  Co pying  of  data  int o  ne xt  le vel  buf fer   m ay   exp e rience s   ov e r head,  bu t  it   protect s  fro m   la te ncy  pro du ce   by  l ocali zat ion   a nd  re usa bili ty .  Lat er  we  fi nd  out  t hose  s ub  functi on,  w hic h  i m pl e m ents  l ocal  buff e r  bas ed  on  the  obse rv at io n  of  their   bu ffe rin g  nece ssit y  and   proce ssing   tim e.    In   ou r  desig ni ng   process,  we   hav e  opti m iz e d  first  ind i vidu al   fu nctio n  or  cal l  sequ ences  and   ig nore d  ta sk - le vel  pa ra ll el is m .   Lat er  we  co ns ide red,   ta sk - le vel  paral le li s m   by  i m plem enting  two  m e tho ds   wh i ch  are   (a)   Bu ff e r  dupl ic at ion   and   ( b)   interface  dupli cat ion .  W e  us e   bu f fer   duplica ti on   m e tho d  in   case  of   us in g  input  data  by  m ult iple  fu nctio n  w he reas  inter face   duplica ti on   m et hod  in  case  of  par ti ti onin g  da ta   into  two  or   m or e  gro up accesse d i nd i viduall y b y functi on.     4.5 .     Ru n time  M em or y All oc at i on   In   or der   to  m i nim iz e  the  m e m or y  a ll ocati on   pro blem   H. 264  us es  a  dyna m ic   m e m or y  a ll ocati on .  I n  our  us e - case   a lso,  we  ha ve  us e d  dy nam ic  m e m or y  al locat ion   f or  inte rn al   buff e rs  w hich  will   conver t  in  par am et erized  sta ti c  al locat ion s.  T he  us a ge  of   dynam ic   m e m or y  al locat ion   de pends  on   the  siz e  of  th e  input   file   reso l ution.   It’s  not  go od  to  desig n  a  de cod e r  w hic h  will   su pport   only   on e  m axim u m   reso luti on.  T o  ov e rc om e  this   pro blem ,  we  hav e   to  re design  our   m od el   for  eac h  ta r ge t  case  res olu t ion   w hich  i nc rease s   op ti m iz ation   c halle ng e s.  A  la rg e  am ount  of  in pu t  buff e r  conve rts  into  t op   le vel  m e mo ry  inte rf aces ,   wh ic h  will   us e  f or  m e m or y  banks .  It  m igh t  nee d  of  tra nsfer ring   data  us in g  m e m or y  i nterf ace.  T hat’s  w hy  we   op ti m iz ing  k er nel’s wit hout c on si der i ng the  vid e o reso l utio n.       5.   RESU LT   A N D ANALY SIS   We  us e d  Xili nx   VC U15 25   de velo pm ent  kit   as  a  synthesiz able  software   for  optim iz at i on   of   ea c h  interm ediat e  st age  of  desi gning.  We  perf orm ed  on - boar d  v erificat io n  us i ng  Om nitek  Z ynq  7000.   AR M  CP U   is util iz ed  f or da ta  trav el li ng  wh il e Zy nq acts as a sta ndal one F PGA.   Viva do   2015. 2  too l  is  app li ed  to  determ ine  the  occupied  area  an d  oper at ing   fr e quen c y  fo r  each   desig n  process .  I n  or der   t o  m easur e  perform ance  of   in put  vi deo   file s  and  the  c orres pondin g  bo a rd - le vel   app li cat io n,   si m ula ti on   has  pe rfor m ed  in  H.264  vid e o  file .   H.2 64  vi deo  f il e  fo ll ows  a   r epeati ng  patte rn   li ke   on e  fr am e  is  I - fr am e,  nex t  is  P - f ram e  and   th en  B - f ram es  a nd   a gain  P - f ra m e.  The  la te ncy  of   de c od e d  f ram e   dep e nds  on  da ta   fo r  al m os t  a ll   fr a m e  t ype.  We  try   to  find  ou t  the  worst  case  la te ncy  (m axi m u m   la ten cy )  of   each fram e t ype in each  cy cl e. A   weig hted  a ver a ge  is pe rfo rm ed  twic e fo r  B - fr am es compare t o  I or  P f ram es.  Lat er,  the  ave r age  la te ncy  of   each  cy cl e  is  m ul ti plied  with  obta in  fr e que ncy  to  check   t he  ave rag e  la te ncy  go t  per f ram e. Moreov e r, we  h a ve  u se d In te l c or e  i5 - 2310 CP U ( 2.9GHz)  to  com ple te  the r e quire d  m od ific at ion .   Be cause,  our  c or e  de sig n  is  i nd e pe nd e nt  of   reso l ution,  we  te ste d  our  de si gn   with  m ulti ple  reso luti on   li ke  QC IF   144p  a nd  480p  of  input  file s.   W e   est i m at ed  syst e m   perform ance  f or  di ff e ren t  reso l utions.  W e  al s o  cov e re d  the   a ve rag e   la te ncy  for  per  m ic ro   blo c k  of  the   s yst e m .  W e   ha ve  c om par ed   our  pe rfor m ance  with  diff e re nt pre - de ve lo ped H.2 64 im ple m entat i on.          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Eff ic ie nt H .26 4 Dec od e r  ar chi te ct ur e u si ng E xt erna l Me m ory  and Pipel ini ng   ( G.R.  Po ornima )   1001   5.1 .     Per fo r m an ce E valua tion   a n d  Analys is   We  sy nth esi ze d  our  desi gn  a nd  e valuate  pe rfor m ance  w hi le   treat ing  wit h  QCIF  in put  vid e os .   At  each  op ti m iz a ti on   sta ge ,  oc cup ie d  area   is  pr e sente d  with  pe rfo rm a nce  f or  co rr e sp on ding  synt he siz ed   i m ple m entat io n.   By   im ple menting   sin gle  functi on  im pr ov em ent,  a  li tt le   area  gets  op ti m iz ed  bu t   it   al so   i m pr oves  the   CPU  perform a nce,  w hich  i ndic at es  reu si ng  f un ct io n  is  well   orga nized .  T houg h,   optim iz a ti on   of  cro ss - f unct io n  with  the  hel p  of  local   buff e r  m aking   the  pi pelinin g  m or e  ef fecti ve  rises  perf orm ance   excell ently .  The  area  dep e nds  pri m aril y  on   FF ,  DSP  an d  LU T  unit s  and   SRAMs  a re  util iz ed  m a inly   in   syst e m - le vel  buf fer  but  rar el y  us e d  in   loca l  buff e rs.  Op ti m iz at ion   in  sy stem   le vel  co nfi gurati on  m ak es  the  perform ance  low  in  CP U  le vel  de picts  a  dev ia ti on  in   our  desire   res ul t.  In  final  ste p  of  pa rall el iz ation ,   we   achieve  good t hro ughput.   Howe ver,  our  si m ulati on   pro cess  do  not  de sign   a  m e m or y  band width   at   syst e m   le vel.  H.264  syst em   requires  a  lot  of   c om pu ta ti on   proce ss,  s o,   it   sh ou l d  not  be   a  m e m or y  bo un ded   a ppli cat ion .  I n  e xp e r i m ent,  Xili nx   kin te x - 7 FP GA s  is  dem on st rated t o ge t a g ood  a rea  optim iz at ion  w it h  m axi m u m  f r equ e ncy.       T able  1 .  T he  num ber  of lum a and chr om a int ra  pr e dicti on unit  co m par iso n i s d e picte d   Desig n   LUT   FF   lu m a [ 1 4 ]   545   127   lu m a[ 1 5 ]   212   37   lu m a [ p rop o sed ]   83   284   ch ro m a[ 1 4 ]   216   59   ch ro m a[ 1 5 ]   163   33   ch ro m a [ p rop o sed ]   284   105       T able  2 .  C om par iso n of H .26 4 deco de rs wit h othe r H. 264 deco de rs  a nd  HEV C  d ec oder s ar e  show n     Ou r  p rop o sed   wo rk   ESSCIRC   1 4 [  1 6 ]   ISSCC  1 3 [17  ]   ASSCC   1 3 [18 ]   ISSCC  1 2 [19  ]   VLSI  10  [   20]   ISSCC 1 0 [   21]   W o rk d o n e[   22]   Vid eo - f o r m at   H.26 4   HEVC +   Multi - f o r m at   HEVC  W D4   HEVC   H.26 4   H.26 4   H.26 4   HEVC   On - Ch ip   SRAM   1 0 2 .5   KB   1 5 4 KB   1 2 4 KB   1 0 .2KB   7 9 .9KB   5 9 .6KB   9 .0KB   3 9 6 KB   Log ic   g ates   190k   3 4 5 4 k   715k   446k   1 3 3 8 k   662k   414k   2 8 8 7 k   tech n o lo g y   2 8 n m /   0 .9v   2 8 n m /   0 .9v   4 0 n m /   0 .9v   9 0 n m /   0 1 .0v   6 5 n m /1 .2 v   9 0 n m /   1 .0v   9 0 n m /   1 .09 v   4 0 n m /   1 .0v   Clo ck  r ate   355   MHz   350   MHz   200   MHz   224   MHz   340   MHz   175   MHz   210   MHz   300   MHz   DRAM  co n f ig   DDR3 L   3 2 b LPDD R3   3 2 b DDR3   n /a   6 4 b DDR2   6 4 b DDR1   n /a   6 4 b DDR3       6.   CONCL US I O N   This  pa per   s hows  an  ef fici ent   desig ning  of   a n  h.2 64   decod er  with  it s  intra  pr e dicti on   un it   (lu m a  and  chrom a).  For  this  proc ess,  w e  ha ve  us e d  Xi li nx   VC U 1525   devel opm ent  kit  with  on   bo ard   ve rificat io n  usi ng  ARM  CP U.   B y  us in g  r un ti m e  m e m or y  al locat ion ,   in div id ual  f unct io n  im pr ovem ent  and  cr os s   f unct ion  ver ific at io n,   w e  hav e  ac hieve d  com plete   i mp r ovem ent  in  desig ning.  T hi s  i m pr ov em ent  prov i des  good  area   op ti m iz ation   w it h  m axi m u m   f reque ncy  of  355  MHz .  We  h a ve  us ed   di ff e re nt  bl ock  ty pes  for  intra   pre dicti on  un it   to  reduce   the  area  c os t  of   t he  dec oder .  By   app ly in g  var i ou s  im pr ovem ent,  we  ha ve  achie ve d  a  gr eat   thr oughput.       REFERE NCE S   [1]   L.   V.  Agos ti ni ,   A.  Aze vedo ,   W .   Stae hl er,   V.  Ros a,   B.   Za t t ,   A.  C .   Pinto,   R.   E .   C.   P orto,   S.  Bampi,   A.  Sus in,   "D esign   and  FP GA   Protot y p ing  of  a  H. 264/AVC  Main  Profile   Dec od e r  for  HD TV",  Journal  of  the   B raz il ian  Computer  Soci e ty ,   vol .   12 ,   pp.   25 - 36 ,   2007 .   [2]   D.  Indoonundon,   T.   P .   Fow dur,   K.  M.  S  So y jaudah ,   “ A  Conceal m ent   Aw are   UEP  Scheme  for  H.264  using  RS   Codes”,   Indon esian  Journal  o f  E le c tric al   Engi n e ering  and  Comp ute r  Scienc e( IJEECS)   Vol.   6,   No .   3,   June  2017,   p p.   671  ~ 681  DO I:   10. 11591/ijeecs. v6. i3. pp671 - 681 .   [3]   Chuan - Yung  Tsai ,   Tung - Chi e n  Chen,   To - W ei   Ch en  and  Li ang - Ge e  Che n,   "Bandwidt h   opti m iz ed  m oti on   compensat ion  h a rdware   design  fo r  H.264/ AV C  HD TV  dec oder , "  48th  Midwe st  S y mpos ium  on  Circui ts  and  S yste m s,   2005. ,   Covingt o n,   KY ,   2005 ,   pp .   1199 - 1202  Vol .   2.   doi: 10. 1109 / MW SC AS . 2005 . 1594322   [4]   E.   Kal ali,   Y.  A d ibe lli,  I .   Ham z aogl u,   “ A  Rec o nfigura bl e  HEVC  Sub  Pixel   Int erp olation  Hard ware ” ,   IEEE  In t .   Confe renc e  on   C onsum er   El ectronics  -   Be rl in, Sept .   2013 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   995   –   10 02   1002   [5]   E.   Kalali ,   I.   Ham za oglu,   “ A  low  ene rg y   HEVC   sub - pixe l  int erp ola ti on  ha rdware,”   IEEE  Int.   Co nfe renc e  on  Image  Proce ss ing ,   pp .   1218 - 1222,   Oc t.  2014.   [6]   Mengm eng  Zhang,  Jianf eng  Qu,  Huihui  B ai ,   “ Fast  Intra   Prediction  Mode  Dec ision  Algori thm  for  HEVC” ,   TEL KOMNIKA   Indone sian  Journal  of  El ectric al   Engi nee ring ,   Vol.   11,   No.  10,   Octobe r  2013,   p p.   5703  ~  5710   ISS N:  2302 - 4046 .   [7]   C.   M.  Diniz,  M.  Shafique,  S.  B ampi,   J.  Henke l ,   “ A  Rec onfigur abl e  Hardwar e  Archi tectur e  fo r   Frac ti on al   Pixe l  Inte rpol at ion  in  High  Eff icien c y   Video  Coding,”  IEE E  Tr ans.  on  Computer - Ai ded   Design  of   Int eg rated  Circuits  and  Syste ms ,   vol .   34 ,   no.   2,   pp.   238 - 2 51,   Feb .   2015 .   [8]   J.  Andrade   et   al . ,   "D esign  Space   Expl ora ti on  of  L DP C  Dec oder s  u sing  High - Le vel  Sy n the sis,"  in  I EE E  A cc ess ,   vol .   PP ,   no.   99 ,   pp .   1 - 1.   doi :  10 . 1109/ ACCESS . 2017. 2727221   [9]   S.  Bal dev ,   K.  Shukla,   S.  Gogoi ,   P.  Rat hore   and  R.   Peesa pa ti ,   "D esign  and  Im plem ent at ion  of  Eff ic i ent   Stre aming  Debloc king  and  SA O  Filt er  for  HEVC  Dec oder , "  in  IEE E  Tr ansacti ons  on  Consum er  El ec troni c s ,   vol.   PP ,   no.   99,   pp.   1 - 1.   doi:   10 . 1109/T C E. 2018. 2812518   [10]   Zha o  Han,   M.R.  Anjum ,   “A  Ne w  Low - Costing  QC - LDPC  Dec oder   for  FP GA ”,   TEL KO MNIKA  Indone sian  Journal   of  E le c tric al   Engi n ee ring   Vol.   12 ,   No.  11 ,   Novem ber   2014,   pp.   772 1  ~  7727   DO I:   10. 11591/telkomnika. v12 i11. 651 2.   [11]   P.  Hail es,   L.   X u,   R.   G.  Maund er,   B.   M.  Al - H ashimi  and  L.   Hanz o,   "H ard w are - Eff icient   No de  Proce ss ing  Unit  Archi tectur es  fo r  Flexi bl e  LDPC  Dec oder   Im pl ementa t ions,"  in   IEE E   Tr ansacti ons  on  Circui ts   and  Syste ms   II :   Ex press   Briefs ,   v ol.   PP ,   n o.   99,   p p.   1 - 1 .   doi :  10 . 1 109/T CS II. 2018. 2807362   [12]   T.   Mallikar ac hc hi,   D.  S.  Ta l a gal a ,   H.  K.  Arac hch i  and  A.  Ferna ndo,   "D ecoding - Com ple xi t y - A war e  HEVC  Enc oding  Us ing  a  Com ple xity - R at e - Distor ti on  Model, "  in  I EE E  T rans act ions  on  Consum er  El ec tr onic s ,   vol .   PP ,   no.   99,   pp .   1 - 1 .   doi : 10.1109/ TC E. 20 18. 2810479   [13]   H.  Kim ,   J.  Ko  and  S.  Park,   "A n  Eff ic i ent   Arch itect ur e  of  In - Loo p  Filt ers  for  Multi cor e  Sca la bl e  HEVC  Hardware   Dec oder s,"  in  I E EE   Tr ansacti ons   on  Mul ti media ,   vol.   PP ,   no.   99,   pp.   1 - 1   doi: 10. 1 109/T MM . 2017. 275950   [14]   F.  Palumbo  et   al . ,   “ Runti m e  ene r g y   ver sus   qual ity   tuni ng  in  m otion  compensat io n  fil te rs  for  HEVC,”   in  Proc.   of   the   PDe S  Conf . ,   201 6.   [15]   C.   S au  e t  al.  < em>” Challengi n g  the   Best   HE VC  Frac ti ona l  Pixel   FP GA   Inte rpolators  with  Rec onfigur abl e   and  Multi - fre qu ency   Approxim at e  Co m puti ng  IEEE E m bedde d  S y st e m s L et te rs” </em >  2017.     [16]   C. - C.   Ju  et   al.,   “ A  0. 2  nJ/pixe l  4K  60  fps  Main - 10  HEVC  dec o der   with  m ult i - f orm at   ca pab il i ties  for  UH D - TV   appl i ca t ions,” i n  Proc.   Eur.   So li d - Stat e   Circuits C onf.   ( ESSCIR C) ,   Sep.   2014,   pp.   1 95 – 198.   [17]   C. - T.   Huang ,   M.  Ti keka r ,   C.   Juveka r,   V.  Sze ,   an d  A.  Chandra kasa n,   “ A  249  Mpixel /s  HEVC  vide o - dec oder   ch ip  for  quad  full   HD   appl ica - ti ons, ”  in  IEE E  Int .   Soli d - S tat e  Circuits  Conf.   ( ISSCC )   Dig.   Tech.   Pape rs ,   Feb.   2013,   pp.   16 2 – 164.   [18]   C. - H.  Tsa i,   H . - T .   W ang,   C . - L .   L i u,   Y. Li, a nd  C . - Y.  Lee,   “ A 446.6K - gat es  0. 55 – 1 . 2V H.265/ HEV C  dec od er  for  n e xt  gene ra ti on  v ide o   appli - cations,”  i n  Pr oc. I E EE A s ian  Soli d - State  Circui ts Conf.  ( A - SSCC) ,   Nov. 2013,  pp .   305 – 3 08.   [19]   D.  Zhou,   J.  Zho u,   J.  Zhu,   P.  Li u ,   and  S.  Goto,   “ A   2  Gpixel /s H. 264/AVC HP /M V C  vide o  dec od er  chi p  for  Super  Hi - Vision  and  3D TV/FTV  applic at ions, ”  in   IE E E  Int .   Sol id - Sta te   Cir cui ts  C on f .   ( ISSCC)   Dig.   Tech.   Pape rs ,   S an  Franc isco, CA,   US A,  Feb.   2012,   pp.   224 – 225.   [20]   D.  Zhou  e t  a l.,  “ A  530  Mpixel s/s  4096  ×  2160@6 0  fps  H.264/ AV C  high  profile  v i deo  de code r  chip,”   in   Proc .   Sym p.   VLSI  Circuits ( VLSI) ,   Honolulu,   HI,  US A,  2010,   pp.   171 – 172 .   [21]   T. - D.   Chuang  e t  al.,  “ A  59. 5  m W   sca la ble /m ult i - vi ew  vid eo  dec oder   ch ip  fo r  quad/ 3D  fu ll   HD TV  and  vid eo   strea m ing  app lic at ions, ”  in   IE EE  Int.   So li d - Sta te  Circui ts Conf.  ( I SSCC)   Dig.   Tec h.   Pap ers ,   Feb .   2010,   pp .   330 – 3 31.   [22]   D.  Zhou   et al . ,   " An 8K H. 265/HEVC  Video  De c oder   Chip   W it h  a  New S y s te m   Pipel in e  Design , "  in   IE EE   Journal of   Soli d - State  C irc uit s ,   vo l. 52, no.  1,   pp .   113 - 126 ,   J an.   2017 .   do i: 10 . 1109/JS SC . 2016. 2616362.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.