I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   6 Dec em b er   201 9 ,   p p .   5 0 8 4 ~5 0 9 4   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 6 . p p 5 0 8 4 - 5094          5084       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   An ene rg y - a w a re sy ste m - on - c hip  ar chitec ture  for  i n tr a   prediction  in  H E VC s tanda rd       E l A n s a ri   Abde s s a m a d   1 An a s   M a ns o uri 2 Ali A ha it o uf 3   1 ,2 F a c u lt y   o f   S c ien c e s a n d   T e c h n o lo g y ,   L ERS I,   L a b o ra to ry ,   Un iv e r sity   o f   S id M o h a m m e d   Be n   A b d e ll a h   F e z ,   M o ro c c o   3 Na ti o n a S c h o o o f   A p p li e d   S c ien c e s,  L ERS I,   L a b o ra to ry ,   Un iv e r sity   o f   S id M o h a m m e d   Be n   A b d e ll a h   F e z ,   M o ro c c o         Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   1 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u n   2 2 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   J u l 2 ,   2 0 1 9       H ig h   re so lu ti o n   4 a n d   8 a re   b e c o m in g   th e   m o re   u se d   in   v id e o   a p p li c a ti o n s .   T h o se   re so lu ti o n s   a re   w e ll   su p p o rted   in   t h e   n e HEV sta n d a rd .   T h u s,  e m b e d d e d   so l u ti o n s u c h   a d e v e lo p m e n o d e d ica ted   y ste m s - O n - Ch ip (S OC)  to   a c c e lera te  v id e o   p ro c e ss in g   o n   o n e   c h ip   i n ste a d   o f   o n ly   so f t wa re   so lu ti o n a re   c o m m e n d a b le .   T h is  p a p e p ro p o s e a   n o v e p a ra ll e a n d   h ig h   e f f ici e n h a rd w a re   a c c e lera to f o th e   in tra  p re d ictio n   b lo c k .   T h is  a c c e lera to a c h iev e a   h ig h - sp e e d   trea tme n d u e   to   p i p e li n e d   p ro c e ss in g   u n it a n d   p a ra ll e sh a p e d   a rc h it e c tu re .   T h e   c o m p lex it y   o m e m o r y   a c c e ss   is   a lso   re d u c e d   th a n k to   th e   p r o p o se d   d e sig n   w it h   les in c re a se d   p o w e c o n su m p ti o n .   T h e   i m p le m e n tatio n   w a p e r f o r m e d   o n   th e   7   S e ries   F P G 2 8   n m   tec h n o lo g y   r e so u rc e o n   Zy n q - 7 0 0 0   a n d   re su lt sh o w ,   th a th e   p ro p o se d   a rc h it e c tu re   tak e 1 6 5 2 0   L UT a n d   c a n   re a c h   1 4 3 . 6 5   M Hz   a a   m a x i m u m   f re q u e n c y   a n d   it   is  a b le  to   su p p o r th e   th ro u g h p u o f   3 8 4 0 × 2 1 6 0   se q u e n c e   a 9 0   f ra m e s   p e se c o n d .   K ey w o r d s :   FP GA   Har d w ar e   HE VC     I n tr p r ed ictio n   Vid eo   co d in g     Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   E l A n s ar i   A b d ess a m ad ,   Sid i M o h a m m ed   B en   A b d ella h   Un iv er s it y ,     Facu lt y   o f   Sc ien ce s   an d   T ec h n o lo g y   o f   Fez,   L ab o r ato r y   o f   R e n e w ab le  E n e r g y   a n d   S m ar t S y s te m s   ( L E R S I ) ,   P . O.   B o x   2 2 0 2   Fez,   0 0 2 1 2 6 2 6 2 4 3 3 5 5 ,   M o r o cc o .   E m ail:  ab d ess a m ad . elan s ar i@ u s m b a. ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   Hig h   e f f icie n c y   v id eo   co d in g   ( HE V C )   is   t h la s v id eo   co d in g   s ta n d ar d   r ec en tl y   r e leased   an d   d ev elo p ed   u n d er   t h e f f o r ts   o f   J o in C o llab o r ativ T ea m   o n   Vid eo   C o d i n g   ( J C T - VC )   u n d er   t h I SO/IE C   MP E ( Mo v in g   P ictu r E x p er Gr o u p )   s tan d ar d izatio n   o r g an izatio n   a n d   th I T U - T   VC E ( Vid eo   C o d in g   E x p er Gr o u p ) .   I in te g r ated   d if f er en al g o r ith m s   o f   t h v id eo   co d in g   s u ch   a s   i n ter ,   in tr p r ed ictio n ,   en tr o p y   co d in g   an d   f ilter s .   I ac h iev e s   g o o d   p er f o r m an ce   i m p r o v e m en w i th   an   i n cr ea s co m p u tatio n al  co m p lex it y   co m p ar ed   w it h   its   p r ed ec ess o r   H. 2 6 4 /A VC .   Am o n g   t h i m p o r tan f ea t u r to o ls   im p le m e n ted   in   HE V C ,     th n e w   p r o p o s ed   v ar iab le  s ize  b lo ck   p r ed ictio n   u n it  ( P U)   u p   to   6 4 ×6 4   d e d icate d   to   s u p p o r v ar io u s   h i g h - r e s o lu tio n   v id eo   in   o p p o s ite  to   th f ix ed   m ac r o b lo ck   1 6 × 16 ,   ex is tin g   in   its   p r ed ec ess o r   H. 2 6 4 /A VC .   Seco n d l y ,   th i n tr p r ed ictio n   w h ic h   is   o n o f   th e   i m p o r tan an d   m o r ti m co n s u m i n g   b lo ck   o f   th HE V C   v id eo   co d in g   s tan d ar d ,   u s ed   to   co m p u te  th p i x el s   p r ed icted   in s id th P Us .   I n   th n e w   s ta n d ar d ,   it  led s   to   ac h i ev b etter   ef f icie n c y ,   t h an   d ef i n ed   in   th p r ev io u s   s tan d ar d s   v id eo   co d in g   ev en   if   th e s i m p r o v e m e n ts   m a k th al g o r ith m   ex e cu tio n   s i g n i f ican tl y     co m p le x   [ 1 ,   2] .   I n   f ac t ,   th in tr p r ed ictio n   ex p lo its   th s p atial  r ed u n d an c y   e x i s ti n g   o n l y   in   s in g le  f r a m e     it  h a s   s ev er al   p r ed ictio n   m o d e ls   ( u p   to   3 5   m o d es)   a n d   it   co m p u te s   t h lar g P b lo ck   ( u p   to   6 4 ×6 4   p ix els) .   T h is   w a y ,   ea ch   in tr p r ed ictio n   b lo ck   is   co m p u ted   b y   all  p r ed ictio n   m o d es  a n d   th f i n al  ch o ice  is   b ased   o n   th s m alle s t   p r ed ictio n   co s t,  co m p u ted   f o r   all  m o d es.  T h i s   p r ed ictio n   is   p er f o r m ed   f o r   b o th   C h r o m a n d   L u m m o d d ec is io n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   en erg y - a w a r s ystem - on - c h ip   a r ch itectu r fo r   in tr a   p r ed ictio n   in   HE V C   s ta n d a r d   ( A b d ess a ma d   el  A n s a r i )   5085   On o f   t h b i g g e s b e n ef i ts   o f   u s i n g   f ield   p r o g r a m m ab le  g ate  ar r a y   ( FP G A ) ,   to   i m p le m en all   o r   p ar tial  p ar ts   o f   t h HE V C   e n co d er ,   is   to   m ak e   av a ilab le  ti m m ea s u r i n g   u n it   in s id t h w h o le  p r o ce s s i n g   s y s te m   u s in g   o n l y   s in g le  FP GA .   I n   f ac t h co m p le x it y   a n al y s e s   o f   HE V C   h ar d w ar i m p le m en ta tio n   n ee d s   r ig o r o u s   ti m co n s u m i n g   to   b c o n s id er ed   in   th p r o f ilin g   d u th h i g h   alg o r ith m s   co m p lex i t y   o f   HE V C   en co d er ,   an d   ca n   b y   h elp f u f o r   th e   r ea ti m p r o ce s s i n g   c h ec k .   On o f   th la s g en er atio n   FP G A   f r o m   Xili n x   is     Z y n q - 7000 .   I o f f er ed   s o f t w a r p r o ce s s i n g   s y s te m   o n   d u al - co r A R M   co r tex - A9   an d   h ar d w ar p r o ce s s in g   s y s te m   o n   P r o g r am m ab le  L o g ic  ( P L )   in c lu d i n g   on   FP G A   i n   a   s i n g le  d ev ice.   I is   t h u s   p ar tic u lar l y   s u itab le  to   s t u d y   t h p o s s ib ilit y   f o r   th i m p le m en tatio n   o f   t h HE VC   w it h i n   th is   f a m il y.   Sin ce   th e   f ir s s o f t w ar v er s i o n   o f   HE VC   s ta n d ar d   w a s   p r o p o s ed ,   m an y   s o f t w ar an d   h ar d w ar e   i m p le m en ta tio n s   h a v b ee n   d ev elo p ed   to   o f f er   s tati s tical   an al y s es  co n ce r n in g   th e x e cu tio n   ti m e,   p o w er   co n s u m p tio n   an d   co m p le x it y   an al y s es i n   o r d er   to   r ea ch   r ea ti m p r o ce s s i n g   f o r   th h i g h er   r eso lu tio n s   li k 4 K   an d   8 K.   I n   T h is   w o r k ,   w f o cu s ed   o n   h ar d w ar i m p le m en tatio n   o f   t h I n tr p r ed ictio n   b lo ck   o f   t h HE V C   en co d er   o n   th Fiel d - P r o g r a m m ab le  Gate   A r r a y   ( FP G A ) .   T h in tr p r ed ictio n   al g o r it h m   co m p u te s   all   p r ed icted   p ix els   u s i n g   s e v er al  m o d es.  T h in tr p r ed ictio n   alg o r ith m   is   i n s er te d   in   b o th   J an d   HM   r ef er en c s o f t w ar en co d er   f o r   th s ta n d ar d s   H. 2 6 4 /A VC   an d   HE VC   r esp ec ti v el y .   So f t w ar p r o f ili n g   of   all   f u n ctio n s   u s ed   f o r   th i n tr m o d p r ed ictio n   t h at  allo w s   f o r   co m p ar is o n   b et w ee n   t h co m p lex i t ies   o f   al l   f u n ctio n s   in   t h w h o le  e n co d er   HE VC   is   p r esen ted   i n   th w o r k .     Mo s o f   p o r tab le   d ev ices  s u p p o r ted   ap p licatio n s   th at  ar d ed icate d   f o r   m u lti m ed ia  lik s tr ea m i n g   f r o m   o n l in s er v ice s .   L o o f   t h ese  d ev ice s   ar h eter o g e n eo u s   e m b ed d ed   s y s te m s   an d   ar d esig n ed   in   s p ir it  o f   lo w   p o w er   co n s u m p tio n .   T h   Z y n q   S y s te m   O n   C h ip   ( S OC ) ,     f o r m   Xili n x ,   is   o n o f   th e s d ev ice s   t h at   co m b i n h eter o g e n eo u s   e m b ed d ed   s y s te m   i n cl u d in g   i n   t h s a m ti m P r o g r a m m a b le  L o g ic   ( P L )   an d   P r o ce s s in g   S y s te m   ( P S)  o n   o n C h ip   w it h   v ar io u s   s y s te m   o f   co m m u n icatio n s   w it h   th e m ,   c o n s eq u e n tl y ,   lo o f   r ep o r ted   w o r k   in   t h liter at u r g iv t h co m p u tatio n al  co m p lex it y   i n   t h is   C h ip .     T h au th o r s   P en g   et   al .   [ 3 ]   p r o p o s ed   an d   i m p le m e n t ed   a   h i g h l y   in teg r ated   ac ce ler ati n g   s o l u tio n   f o r   -   b o d y   M O ND  s i m u latio n s   o n   v ar io u s   p r o ce s s o r s   lik AR an d   GP U,   an d   o n     th FP GA     Z y n q - 7020  So C   in teg r ated     u s in g     b o th   s i m p lifie d   p ip elin an d   b an d w id th   r eq u ir e m en tech n iq u e s .   T h eir   p r o p o s ed   s o lu tio n   o n   t h SO C   h a s   g o o d   p e r f o r m a n ce   in   p o w er   co n s u m p tio n   u p   to   1 0   ti m es a n d   th b est p er f o r m a n ce   in   ter m s   o f   co s t o v er   5 0 %   [ 4 ,   5 ] .   R e m a in d er   o f   t h is   p ap er   is   o r g an ized   as f o llo w s .   Sectio n   I I   g iv es a   r elate d   w o r k   o f   i n tr p r ed ictio n   in   HE VC ,   s ec tio n   I I I   d escr ib es  th in tr p r ed ictio n   alg o r ith m   i n   v id eo   en co d i n g   HE V C   s tan d ar d .   Sectio n   I is   d ed icate d   to   th p r o p o s ed   h ar d w ar ar ch itect u r f o r   ev er y   m o d e.   T h s y n t h es is   a n d   p er f o r m an ce   r es u lts   o b tain ed   in   th e   FP G A   a n d   AS I C   w i th   co m p ar is o n   to   o t h er   w o r k s   a n d   p r esen ted   i n   s ec tio n   V.   Fi n all y ,   th co n cl u s io n   an d   f u t u r w o k s   ar g iv e n   i n   Sectio n   VI .       2.   RE L AT E WO RK   Ma n y   r esear c h   w o k s   h a v b ee n   p u b lis h ed   in   t h liter at u r in   o r d er   to   p r o p o s an   ef f icie n h ar d w ar e   ar ch itect u r o n l y   f o r   i n tr p r ed ictio n   in   th p r ev io u s   a n d   la s HE VC   s tan d ar d   [6 14] ,   h o w ev er ,   s t u d y   o f   th is   alg o r ith m   o n   s y s te m   o n   C h ip   h as  n o y et  b ee n   r ep o r ted   in   o u r   k n o w led g e.   Fo r   h ar d w ar i m p le m en ta tio n s   s ev er al  w o r k s   h a v p r o p o s ed   an   ac ce ler atin g   d esi g n   f o r   in tr p r ed ictio n ,   i m p le m en t ed   o n   FP GA - b ased     tech n o lo g y   i n   [6 - 11] ,   o r   o n   an   A SIC  c h ip s     in   [ 1 2 ] ,   o r   in   b o th   A SI C   an d   FP G A   in   [ 1 3 ,   1 4 ] .   So m o f   th e s e   d esig n s   ar p r o p o s ed   to   s u p p o r t a ll  m o d d ec is io n   an d   all  P b lo ck   s izes.    I n   [ 6 ] ,   th h ar d w ar i m p le m e n tatio n   o f   HE V C   d ec o d er   in clu d in g   t h i n tr p r ed ictio n   o n   FP GA   i s   p r esen ted ,   it  ca n   b u s ed   f o r   d ec o d in g   i n   r ea ti m 4 r eso l u tio n   w it h   3 0   f r a m p er   s ec o n d   ( f p s ) .   T h au th o r s   u s ed   o p ti m izatio n   av ailab le  o n   FP GA   o n   t h p ip elin s ta g es,  th er ef o r e,   th e y   u s s in g le  c y cle  r ef er en ce   p ix el   p r o ce s s in g   i n   t h in tr a   p r ed ictio n   a n d   an o t h er   tec h n iq u es   f o r   b lo ck s   tr a n s f o r m   an d   b o t h   f ilter   in s id HE V C   d ec o d e,   s o   th at  lead   to   h ig h   t h r o u g h p u t.   in   [ 7 ] ,     m u l tip le  tech n iq u e s   ar p r o p o s ed   s o   as  to   m a k h ar d w ar ac ce ler ato r   d ev elo p e d   f o r   in tr p r ed ictio n   o f   HE V C   f u n ctio n i n g   in   f u ll   p ip elin e.   T h t h r ee   t ec h n iq u es  ad o p ted   ar     n o v el  b u f f er   s tr u ct u r f o r   r ef er en ce   s a m p le s ,   m o d d ep en d en s ca n n in g   o r d er   an d   an   in v er s m e th o d   f o r   r ef er en ce   s a m p les  ex te n s io n ,   th at  a llo w ed   to   p r o ce s s   4   p ix els  p er   co ck   c y c le,   t h er ef o r e,   th e   t h r o u g h p u t   o f   t h is   ar ch it ec tu r ca n   s u p p o r t   Qu ad   Fu ll HD   ( 3 8 4 0   ×  2 1 6 0 )   at  3 0   f r am e s /s .   a n d   also   th ac ce ler ato r   ca n   co m p u te  all  i n tr p r ed ictio n   m o d es.   I n   [ 8 ] .   a   h ar d w ar f o r   in tr p r ed ictio n   is   p r esen ted   f o r   p r o ce s s in g   all  m o d es,  it  is   b as ed   o n   t w o   tech n iq u es  to   r ed u ce   th co m p u tatio n   co m p lex it y   a n d   to   ac ce ler ate  tr ea t m en t.  T h f ir s is   ad o p ted   f o r   an g u lar   m o d e s   an d   it  ca l led   P r o ce s s in g   E le m e n f o r   An g u lar   ( P E A )   m o d e s   an d   t h s ec o n d   i s   ca lled   P r o ce s s in g   ele m e n f o r   p lan ar   ( P E R )   m o d e,   th en   th d esi g n   is   s tr u c tu r ed   in   r ep ea ted   p ath s   i n   o r d er   to   co m p u te  i n   p ar allel  w a y .   T h er ef o r e,   th ar ch itect u r ca n   p r o ce s s   1 0 8 0 p @ 1 0 0   o r   4 K@ 2 4   in   r ea l ti m e.   I n   [ 9 ] ,   th h ar d w ar ac ce ler at o r s   f o r   ea c h   s ize  b lo ck   f r o m   4 ×4   to   3 2 ×3 2   an d   d esi g n   ar p r esen ted   w it h   t h ese  s y n t h esi s   r es u lts .   T h h ar d w ar is   p r o p o s ed   o n   VHDL   la n g u a g a n d   it  i m p le m en ted   o n   th Xili n x   Vir tex - 6   th at  is   m a n u f ac tu r e d   at  th 4 0   n m   tech n o lo g y   n o d e.   T h d esig n   tak e s   1 7 0 L UT s   an d   1 1 0 K   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   5 0 8 4   -   509 4   5086   r eg is ter s   w it h o u t   a n y   b lo ck   o f   m e m o r y   f r o m   a v ailab le  r e s o u r ce s .   Af ter   T h e   s y n t h e s is   d esig n ,   t h e   m a x i m u m   f r e q u en c y   u p   to   2 1 9   MH an d   is   ca p ab le  to   co m p u te  2 4 f p s   f o r   4 r eso lu tio n .     J ian g   et  al.   [ 1 0 ]   d ev elo p ed   th eir   w o r k   in   p ip elin ed   w a y   a n d   i m p le m en ted   it  o n   Xilin x   Vir tex   5   d ev ice.   I co n s u m ed   6 9 k   L U T s ,   6 4   in ter n al  D SP s   an d   1 4 8 k   b it  i n ter n al  m e m o r ies  t y p B R A M.   Kah n   e al.   in   [ 1 1 ]   p r o p o s ed   p ip elin ed   d esig n   t h at  co n tain   th e   p ar allel  p r o ce s s in g   E le m e n t s   ( P E )   s u p p o r tin g   all  P s izes  an d   m o d es   d ec is io n ,   it  ac h ie v es  2 1 3   MH a n d   ca n   w o r k   in   r ea ti m e   co n s tr ain t s   ac h ie v i n g   1 2 0   f p s   f o r   1 0 8 0   r eso lu tio n   a n d   3 0 f p s   f o r   th 4 k   r eso lu tio n .     I n   p ap er   [ 1 2 ] ,   a   VL SI  ar ch ite ctu r is   p r esen ted   f o r   in tr p r ed ictio n   in   HE VC   s ta n d ar d .   T h d esig n   ad o p ted   th r ee   tech n iq u es  to   r ed u ce   s y s te m atica ll y   t h co m p lex i t y .   T h f ir s is   t h in t eg r ated   h ier ar ch ical   m e m o r y   i n s tead   o f   g ates   as  r eg i s ter s   u s ed   f o r   s to r i n g   th n ei g h b o r in g   s a m p le s   t h at  ca n   i n cr ea s e   th th r o u g h p u t.  T h s ec o n d   is   m o d e - ad ap tiv s c h ed u li n g   s c h e m t h at  lead   to   p r o v id at  least  2   s a m p les /c y cle s .   T h t h r ee   is   r ed u cin g   t h m u ltip lier s   b y   s h a r in g   th e m   in   th e   p r o p o s ed   ar c h itect u r e.   Usi n g   t h i s   tech n iq u ca n   r ed u ce   t h co n s u m p t io n   ar ea ,   b u t,  th ese  t h r ee   tech n iq u e s   co n s u m m o r p o w er   d u to   e m p lo y ed   S R A m e m o r y   a n d   th p o s la y o u s i m u latio n   s h o w s   p o w er   co n s u m p ti o n   u p   to   2 . 1 1   m W .   T h d esig n   is   s y n t h esized   at  2 0 0   MH u s in g   A SI C   tech n o lo g y   4 0 n m   p r o ce s s   an d   ca n   s u p p o r ted   th r eso lu tio n   3 8 4 0 × 2 1 6 0 @ 3 0   in   r ea l ti m p r o ce s s in g .   I n   [ 1 3 ] ,   b o th   tech n iq u es  p ix e eq u alit y   a n d   p ix el  s i m ilar it y   a r u s ed   in   o r d er   to   r e d u ce   th a m o u n o f   th p er f o r m ed   ca lcu latio n   b y   t h in tr p r ed ictio n   al g o r i th m   i n   HE VC .   C o n s eq u en tl y ,   t h e n er g y   co n s u m p tio n   is   also   r ed u ce d .   T h h ar d w a r d esig n s   p er f o r m ed   o n l y   4 ×4   an d   8 ×8   an g u lar   p r ed ictio n   m o d e s   a n d   i t   i m p le m en ted   o n   b o th   Xili n x   Vir tex   6   FP G A   w it h   1 5 0   MH o f   f r eq u en c y ,   a n d   o n     A SI C   tech n o lo g y   u s i n g   9 0   n m   s tan d ar d   ce ll  lib r ar y   f r o m   S y n o p s y s ,   th er e f o r e,   th e y   ca n   p r o ce s s   3 0   f r am p er   s ec o n d   f o r   f u ll  HD   ( 1 9 2 0 ×1 0 8 0 )   r eso lu tio n   f o r   t w o   ca s es.   I n   [ 1 4 ] ,     s y m m e tr ic  p r o p r iet y   o f   i n tr p er d itio n   eq u atio n s   o f   th h o r izo n tal  an d   v er tical  d ir ec tio n s   is   e x p lo ited ,   th at   lead   to     l i m it s t u d y   o n d ir ec tio n   an d   it   ch an g e   th e   o r d er   o f   t h s e lecte d   r ef er en ce s   s a m p les   f o r   th o th er   d ir ec tio n .   T h h a r d w ar d esig n   is   i m p le m e n ted   o n   b o th   Vir tex   6   FP G A   f r o m   Xilin x   t h at  w o r k s   at  2 3 4 MH an d   T SMC   1 8 0   n m   C MO p r o ce s s   tec h n o l o g y   w i th   t h f r eq u e n c y   o p er atio n   is   2 1 8   MH Z .   T h au th o r s   p r o p o s an   ar ch it ec tu r f o r   4 ×4 ,   8 ×8 ,   1 6 × 1 6   a n d   3 2 × 3 2   an g u lar   p r ed ictio n   m o d e s   o n l y   o n   th e   HE VC   s ta n d ar d ,   th eir   p r o p o s ed   ar ch itectu r is   b ased   o n   D SP   b lo ck   in s id i n   FP G A   ( Xi lin x   XC 6 V L X7 5 T   FF 1 7 5 9   FP GA ) .   th eir   o p ti m izatio n ,   lead   to   3 4 . 6 6 less   en er g y   co n s u m p tio n   th a n   t h o r ig i n al  FP G i m p le m en ta tio n   ( i.e .   w i th o u t   i m p le m e n tatio n   o n   t h D S P   b lo ck )   o f   HE VC   in tr p r ed ictio n   an d   t h is   ar ch itect u r e,   h ar d w ar ca n   b p r o ce s s ed   5 5   f u ll h d   1 0 8 0 p     ( 1 9 2 0 ×1 0 8 0 )     f r am p er   s ec o n d .       3.   H E VC  I N T RA  P R E DI CT I O N   AL G O RI T H M   3 . 1 .     O v er v ie w   o f   H E VC  e nco der     A   d escr ip tio n   o f   t h w h o le  H E VC   en co d er   b l o ck   d iag r a m   i s   g i v e n   i n   F ig u r e   1 .     T h m a i n   m o d u les   ar th s a m in to   p r ev io u s   s t an d ar d s ,   b u HE VC   co m es  with   f le x ib ili t y   co d in g   b lo ck   ag ain s e x is t in g   f i x ed   an d   les s   co m p le x it y   m o d u le s   p r o p o s ed   f o r   HE VC   e n co d er   is   k n o w n   b y   h i g h   co m p le x it y   t h a n   d ec lar ed   s tan d ar d s .   Ge n er all y ,   it   r ec eiv es  a n   i n p u t   YUV   f r a m es   t y p e s   ( o r   GOP   [ 1 5 ] )   an d   g e n er ate s   a f ter   tr ea t m en a   b its tr ea m   d ata      in   its   o u tp u t   s id es.  A   b r ief   d e s cr ip tio n   o f   t h ese  m o d u le s   i n s id HE V C   e n co d er   is   g i v i n g   i n   t h is   w o r k ,   an d   f o r   m o r d etails   r ea d er   ca n   r etu r n ,   f o r   in s ta n ce ,   to   r ef .   [ 2 ] .       T r a n s f o r m   & Q u a n t i z a t i o n E n t r o p y   C o d i n g I n v e r s e   & Q u a n t i z a t i o n I n t r a   p r e d i c t i o n I n t e r   p r e d i c t i o n D e b l o k i n g   F i l t e r F r a m e s   B u f f e r S a m p l e   A d a p t i v e   O f f s e t   ( S A O ) - + + + I n p u t   f r a m e b i t s t r e a m     Fig u r 1 .   B lo ck - d iag r a m   o f   t h HE VC   E n co d er   w i th   t h m a i n   m o d u le s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   en erg y - a w a r s ystem - on - c h ip   a r ch itectu r fo r   in tr a   p r ed ictio n   in   HE V C   s ta n d a r d   ( A b d ess a ma d   el  A n s a r i )   5087   T h s ev er al  b lo c k s   ar e:   1 )   I n t er   p r ed ictio n th e   I n ter   p r ed ictio n   i s   u s ed   to   r ed u ce   e x ch a n g b et w ee n   s u cc e s s i v p ict u r es  i n   th Y UV  s eq u e n ce   b y   d eter m in at i o n   o f   th e   p r ed icted   b lo ck   f o r   th c u r r en t   p ictu r av ailab le  in   t h d ec o d ed   p ictu r b u f f er .   I is   p r o c ess i n g   i n   f i r s b y   m o tio n   co m p e n s a ted   p r ed ictio n ,   b ased   o n   m o tio n   v ec to r s   an d   it  f o llo w e d   b y   s u b - s a m p le  I n ter p o latio n   f ilter i n g .   2 )   T h T r an s f o r m   a n d   in v er s tr an s f o r m   ar r ef er en ce d   to   T to   d eter m in e   th s ize  o f   m atr ix   r a n g i n g   f r o m   4 × 4   to   3 2 × 3 2   to   b u s e d   to   tr ea t   th r esid u al  m atr ices  a f ter   p r ed ictio n   p r o ce s s .   3 )   T h     q u an tizatio n   a n d   in v er s q u an t izati o n   ar also   s i m ilar   to   ex is ti n g   in   th o ld   s ta n d ar d   H. 2 6 4 /A VC .   T h is   o p er at io n   s ca les  u p   to   en co d co ef f icien ts   j u s a f ter   tr an s f o r m   u s i n g   b y   e n tr o p y   c o d i n g   an d   to   d ec o d th e m   f o r   f ilter   b lo ck .   4 )   E n tr o p y   E n co d in g T h E n tr o p y   en co d in g   u s ed   to   d ec o d th in p u t b it s tr ea m   C o n te x A d ap ti v B in ar y   A r ith m et ic  C o d in g   ( C A B AC ) ,   w h ich   i s   th o n l y   u s ed   tec h n iq u e   f o r   th i s   d ec o d in g   p r o ce d u r e,   t h at  is   s a m a s   f o n d ed   i n   th e   h i g h   p r o f ile   i n to   H. 2 6 4 /A VC   [ 1 6 ] .   5 )   Deb lo c k in g   f ilter   &   Sa m p le - ad ap tiv Of f s e t:  T h Deb lo ck in g   Fil ter   an d   Sa m p le - A d ap tiv O f f s e ar t w o   f i lter s   d esig n ed   to   i m p r o v co d in g   ef f ic ien c y   af ter   th HE VC   p r o ce s s o r s   an d   th e y   r e m o v t h ed g e s s e n tiall y   a f f ec ted   b y   d ec is io n   m o d es  o n   o n p ictu r e,   w h ich   i s   s to r ed   i n   b u f f er   f o r   u s it   in   th ca lc u latio n   o f   t h m o ti o n   esti m a tio n .   6 )   T h in tr p r ed ictio n   m o d es  in   HE VC   ar f i x ed   in   3 5   m o d es,   w h i c h   ar DC ,   p lan ar   an d   3 3   an g u lar   m o d es.  T h DC   a n d   p lan ar   ar n a m ed   m o d 0   an d   1   r esp ec tiv el y .   T h p r ed ictio n   m o d     2   to   1 8   ar th f ir s is   t h h al f - p a r t y   h o r izo n ta an g u lar   p r ed ictio n   m o d es,  a n d   th e   s ec o n d   is   v er tical  m o d es  f r o m   1 9   to   3 4 .   T h in tr p r ed ictio n   is   ap p lied   to   m o d L u m an d   C h r o m b lo ck s ,   w h ic h   ar s ized   f r o m   3 2 ×3 2   d o w n   to   4 ×4   p ix els.  T h er ef o r e,   th eq u atio n s   p er f o r m   th HE VC   i n tr p r ed ictio n   alg o r ith m   th at   is   i m p le m e n te d   in   H ( HE V C   te s m o d el)   o f   HE V C   r e f er en ce   e n co d er   i s   g iv e n   b elo w   w it h   ea ch   m o d e   in   [ 1 7 ] .     3 . 2 .     Co din g   s t ruct ure    C u r r en tl y ,   th HE VC   i s   w o r k in g   in   h i g h l y   f lex ib le  a n d   e f f i cien b lo ck   co d i n g   p o r tio n i n g   s tr u ct u r e     w h ic h   is   d i v id ed   in to   f o u r   lev els,  g i v i n g   a s   f o llo w s C T U,   C U,   P U,   an d   T U.   First,  ea ch   f r a m is   d iv id ed   in to   b lo ck s   n a m ed   co d in g   tr ee   u n it  ( C T Us)  th at  h a v v ar io u s   s ize s   i n to   1 6 ×1 6 ,   3 2 × 3 2   o r   6 4 × 6 4 .   T h C T in cl u d es  o n co d in g   tr ee   b lo ck   ( C T B )   f o r   L u m a n d   t w o   C T B s   f o r   co m p o n e n C h r o m a.   T h C T is   s i m ilar   to   f i x ed   Ma cr o b lo ck   1 6 ×1 6   ex is t in g   i n   t h p r ec ed en t   s ta n d ar d   H. 2 6 4 /A VC .   T h en ,   th e   co d in g   u n it  ( C U)   is   u n d er   C T an d   it   ca n   b s p lit   in to   f o u r   d ep t h s   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   2 ,   it  i s   s ized   s q u ar r eg io n   8 ×8 ,   1 6 ×1 6 ,   3 2 ×3 2   an d   6 4 × 6 4   p ix els  d ep e n d in g   o n   r e s o lu tio n   o f   s eq u e n ce s   co d in g .   Ne x t,  T h C its e lf   ca n   b d iv id ed   i n   P r ed ictio n   Un it  ( P U) .   T h is   b lo ck   ca n   b u s ed   f o r   t h i n tr an d   in ter   b lo ck   p r ed ictio n   w it h   s ize s   r an g i n g   f r o m   4 × 4   d o w n   to   6 4 ×6 4   ac co r d in g   to   m o d d ec is io n .   Fi n all y ,   th e   tr an s f o r m   U n it  ( T U)   is   d eter m i n ed   f r o m   P an d   it su i tab le  f o r   tr an s f o r m   a n d   q u an t if icatio n .           Fig u r 2 .   E x a m p le  o f   C in   c o d in g   tr ee   s tr u c tu r ( C T U)       3 . 3   DC  m o de s   T h DC   m o d es  is   d ed icate d   to   im a g es  t h at  h a v litt le  ch a n g b et w ee n   th n ei g h b o r in g   p ix els,  th i s   m o d is   m o r co n v e n ien to   g en er ate  n at u r al  p r ed ictio n   b lo ck   [ 1 ] .     T h DC   m o d is   b ased   o n   all  n eig h b o r in g   v er tical  a n d   h o r izo n tal  ad j ac en p i x els.  T h p r ed ictio n   is   ca lcu lated   u s i n g   eq .   ( 1 )   f o r   th D C   m o d o f   p ix el  ( x ,   y )   an d   eq .   ( 2 )   f o r   th t h r ee   p ix el s   ( 0 , 0 ) ,   ( x , 0 )   an d   ( 0 , y ) .   T h o s eq u atio n s   ar g iv e n   a s   f o llo w s :   p p r e d ( x , y )   is   th v alu o f   th p r ed ictio n   s a m p le  p ix e w it h   x ,   y   0   Nc   - 1   p r ef ( x , y )   is   th v alu o f   th n ei g h b o u r i n g   s a m p le  p i x el  w it h   x ,   y   =0   …  Nc 2 1     dc Va l = ( p r ef ( x , 1 ) N c 1 x = 0 + p r ef ( 1 , y ) N c 1 y = 0 ) ( l og2 ( Nc ) + 1 )                                                                      p p r ed ( x , y ) =   dc Va l   ( 1 )     8 × 8          3 2 x 3 2         16 × 16                 16 × 16                     4 × 4       4 × 4                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   5 0 8 4   -   509 4   5088   W ith   Nc   =n T b s   p r esen ted   s ize  o f   th tr an s f o r m   b lo ck .     p p r ed ( 0 , 0 ) = ( p r ef ( 1 , 0 ) + 2 dc Va l + p r ef ( 0 , 1 ) + 2 ) 2   p p r e d ( x , 0 ) = ( p r ef ( x , 1 ) + 3 dc Va l   + 2 ) 2     p p r ed ( 0 , y ) = ( p r ef ( 1 , y ) + 3 dc Va l + 2 ) 2   ( 2 )     3. 4   P l a na m o de   T h HE VC   ad o p ted   also   o t h er   m o d n a m ed   P lan ar   in   o r d er   to   s o lv th p r o b lem   ca u s ed   b y   th an g u lar   p r ed ictio n   m o d es   th at  h a v b ad   r esu lts   w h e n   th P Us  ar s a m p le s   p ath   n o r elate d   to   an y   d ir ec tio n .   T h p lan ar   m o d is   co m p u ted   b ased   o n   f o u r   s a m p l r ef er en ce   p ix el s   an d   g i v i n g   b y   eq u atio n   ( 3 )     p p r ed ( x , y ) = ( ( Nc 1 x ) p r ef ( 1 , y ) p r ef ( Nc , 1 ) + ( Nc 1 y )                                                 p r ef ( x , 1 ) + ( y + 1 ) p r ef ( 1 , Nc ) + Nc )   ( l og2 ( Nc ) + 1 )                                                                                            ( 3 )     W h e re   p re d (x , y is t h e   p re d icte d   s a m p le co rre sp o n d in g   t o   l o c a ti o n   ( x , y a n d   Nc   is t h e   p re d icti o n   u n i siz e   a n d   th e   v a lu e   o f   x   a n d   y   a re     f ro m   0   to   Nc - 1.       3. 5   T he  a ng ula m o des     T h an g u lar   p r ed ictio n   m o d es   ar p r o v id ed   f o r   co m p lex   te x t u r an d   h i g h   f r eq u e n c y   co m p o n en t,  it  i s   ap p lied   to   3 3   d if f er e n d ir ec ti o n s   t h at  u s ed   t h n e ig h b o r in g   p ix els,  t h ese   d ir ec tio n s   ar h o r izo n tal  ( 2   to   1 8 )   in cl u d in g   h o r i zo n ta m o d ( 1 0 )   an d   v er tical  ( 1 9   to   3 4 )   also   i n clu d i n g   th v er tical  m o d ( 2 6 ) ,     T h ese  d ir ec tio n s   ar g iv e n   i n   F ig u r 3 .   E ac h   s a m p le  is   p r ed icted   u s i n g   p r o j ec tio n   o f   i ts   p o s itio n   o n   th s et  r ef er en ce   s a m p le s   ar r ay ,   s o   t h p r ed ictio n   s a m p l es is   ca lcu lated   b y   th f o llo w i n g   eq u atio n s :       iIdx = ( ( x + 1 ) Int r a Pr e dAngl e ) 5         ( 5 )   iF a c t = ( ( x + 1 ) Int r a Pr e d A n gl e )   &   31     ( 6 )   p e rd Sampl e [ x ] [ y ] = ( ( 32 iFa ct ) re f [ y + iId x + 1 ] + iFa ct re f [ y + iId x + 2 ] + 16 ) 5   ( 7 )     W h er p r ed s am p le   i s   th p r ed icted   p ix el  attac h ed   to   p o s itio n   ( x , y ) .   An d   in tr ap r ed An g le   is   r elate d   to   th in tr p r ed ictio n   m o d o r   d ir ec tio n ,   r ef [ +  + 2 ]     c o r r esp o n d s   to   r ef er en ce   s i m p le  ar r ay ,   th i s   eq u atio n   p r o ce s s   th v er tical  m o d e s ,   to   co m p u te  th h o r izo n tal  m o d es,  w ch a n g th p o s itio n   o f   x   b y   y   a n d   v ice  v er s a .           Fig u r e   3 .   T h d if f er en t d ir ec ti o n   f o r   3 3   an g u lar   m o d es d ir ec tio n     0 - 5 - 10 - 15 - 20 - 25 - 30 - 30 - 25 - 20 - 15 - 10 - 5 0 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   en erg y - a w a r s ystem - on - c h ip   a r ch itectu r fo r   in tr a   p r ed ictio n   in   HE V C   s ta n d a r d   ( A b d ess a ma d   el  A n s a r i )   5089   4.   P RO P O SE ARCH I T E CT URE    T h p r o p o s ed   d esig n   s u p p o r ts   all  s izes  b lo c k   d ef i n ed     f o r   i n tr p r ed ictio n   in   HE V C   s ta n d a r d ,   a 4 × to   3 2 × 3 2   co m i n g   f r o m   t h s iz r an g e   o f   P t h at  ar 6 4 × 6 4     d o w n   to   4 × 4 .   T h o v er all  v ie w   o f   t h p r o p o s ed   ar ch itect u r is   p r esen ted   i n   Fig u r e   4 .   I i s   co m p o s ed   o f   4   m aj o r   b lo ck s   w it h   co n tr o u n it T h f ir s is   th b lo ck   d ed icate   f o r   m e m o r y ,   t h is   ar ch itec tu r lead s   to   lo ad in g   an d   s to r ag o f   t h n ei g h b o r in g   p ix el   f r o m   o n p ar t ,   an d   to   s to r ag th p ix el  co m i n g   f r o m   t h u n i t p r ed ictio n   p r o ce s s   f o r   f r o m   t h o th er   p ar t .   S h o w n   i n   F ig u r 5 ,   t h s ec o n d   b lo ck   id   is   th e   D C   i n tr p r ed ictio n   m o d e.   I co n s i s ts   o f   a d d er s   an d   s h i f ter   to   p er f o r m   ca lc u lat io n   o f   ( 1 )   an d   ( 2 ) .   T h en   an y   r ed u ctio n   o f   t h e   co m p u tatio n a c o m p le x it y   co m in g   w it h   t h is   ar c h itect u r ca n   b ex p lo ited   f o r   th h u g s ize  b lo ck   tr ea t m e n t.             Fig u r e   4 .   T h g lo b al  ar ch itectu r f o r   co m p u ti n g   th i n tr p r ed ictio n .   A l g o r it h m   i n       HE V C   en co d er           Fig u r 5 .   T h p r o p o s ed   a r ch itecu tr f o r   I n tr p r ed ictio n   DC   p r o ce s s in g   w i th   6 4   in p u t sa m p les   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   5 0 8 4   -   509 4   5090   T h t w o   la s b lo ck s   co n ce r n   p lan ar   an d   a n g u lar   m o d p r ed icti o n .   Fo r   th e s t w o   m o d es,  w u s e   th e   p r o ce s s i n g   u n i p r esen ted   in   Fi g u r e   6 .   T h is   d esi g n   p er f o r m s   ca lc u latio n   d escr ib ed   b y   ( 3 )   to   ( 7 )   an d   it   co n s is ts   o f   m u ltip lex er ,   ad d er s   an d   t w o   P E .   T h in p u t   d ata  ar r ec eiv ed   f r o m   t h n ei g h b o r in g   p ix el s   a n d   r esu lt s   S 1   an d   S 2   ar s u p p lied   r esp ec tiv el y   f o r   t h p lan ar   an d   an g u lar   m o d e .   T h co n tr o u n it  s h o w n   i n   Fi g u r e   4   is   ad d ed   in   o r d er   to   m an a g t h g lo b al  s y s t e m   o f   th w h o le   d esig n .   I in clu d es  t h o r g an i za tio n   o f   s a m p le s   in p u ts   an d   o u tp u ts   f o r   ea ch   ca s o f   s izes   P Us  b lo ck s . also   it   ap p lied   in   lo o p   af ter   clo c k   c y cles   co m p u ted   b y   a   co u n ter .   I a ls o   u s ed   to   co n tr o t h d esig n   n o s h o w n   i n   F ig u r e   4   to   s elec t th b est  m o d co m p ar is o n   b et w ee n   all  p r ed icted   s a m p les.       P E P 1 P E + + + P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 A 1 A 2 A 3 A 4 n t 1 6 1 6 > > 5 L o g 2 ( n t + 1 ) > > S 1 S 2     Fig u r 6 .   T h p r o p o s ed   h ar d w ar ac ce ler ato r   p r o ce s s in g   ele m en t ( P E )     f o r   co m p u ti n g   t h b o th   I n tr p r ed ictio n   p lan ar   an d   an g u lar       As  s h o w n   i n   Fi g u r e   7 ,   th r ef er en ce   p ix e ls   v alu e s   m an a g e m e n f o r   in tr p r ed ictio n   p r o ce s s in g ,   all  r ef er en ce   s a m p les  ar f r o m   t h ab o v a n d   le f o f   t h e x is t in g   P U,   t h at  ar s to r ed   in   m e m o r y   B lo ck   R A M   ( B R A M)   in s tead   o f   r eg i s ter s w h ic h   ca n   r ed u ce   t h co m p le x it y   a s s o ciate d   to   ac ce s s   a   d at a,   ev e n   i f   th e   p o w er   h as  litt le  in cr ea s ed .   T h r e f er en ce   s a m p les   ar o r   o r g an ize d     in   s u ch   w a y   t h at  ar a v a ilab le  in   o n ar r a y ,   w it h   t h f ir s av ailab le  r ef er e n ce   s a m p le  at  t h lef ar r ep r esen ted   b y   t h r ef er en ce   s a m p le  v er tical  a n d   th s e co n d   p ar t a v ailab le  r ig h t   b y   t h h o r izo n ta l r ef er en ce   s a m p les.           Fig u r 7 .   P lace m e n t   t h n ei g h b o u r in g   p i x els i n   th R A m e m o r y .   P x   in d icate s   th p i x el  with   x   0   ,   . . n T b S *   2   −  1   an d   n T b S is   eq u al  to     th len g t h   ti m e s   th w id t h   o f   t h b lo ck   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   en erg y - a w a r s ystem - on - c h ip   a r ch itectu r fo r   in tr a   p r ed ictio n   in   HE V C   s ta n d a r d   ( A b d ess a ma d   el  A n s a r i )   5091   T h P r o ce s s in g   P ar ( P P)  in   F ig u r e   5   is   3 2   u n s ig n ed   b it s   m u ltip lier   b ased   o n   t h e   C ar r y   S av A d d er   p r o p o s ed   b y   S in g h   et  al.   i n   wo r k   [ 1 8 ] .   T h en   w e   av o id   u s i n g   DSP s   k n o w n   b y   th eir   h i g h   p o w er   co n s u m p t io n ,   ev en   w i th   s o m i n cr ea s o f   t h co n s u m ed   ar ea .   T h g lo b al  d esig n   i n   F ig u r e   4   is   d esig n ed   i n   w a y   to   h av h ig h er   t h r o u g h p u b y   ex p lo itin g   th av ailab le  p ip elin an d   e m p lo y ed   d ee p   p ar allelis m   to   ac h iev r ea ti m p r o ce s s in g .   R eg a r d in g   o n l y   t h r ate   r eq u ir e m en ts ,   it  ca n   b an t ici p ated   th at  b o th   p ip elin an d   d ee p er   p ar allelis m   i n cl u d ed   in   th in tr p r ed ictio n   d esig n   attain   t h h i g h est  r ate.   Nev er th ele s s ,   th s tag o r   p ar allelis m   i s   o n l y   b e n ef icial  i f   m an y   lo g ic  o u tp u t   p ath s   in   h ar d w ar ar c h i tectu r e ,   an d   th n e w   in p u ts   s a m p le s   ar av ailab le  af ter   s ev er al  clo ck   c y cle s ,   h o w ev er ,   th p o w er   co n s u m p tio n   i s   lo w er   w h e n   o n co n s id er   t h p o w er   r eq u ir e m e n t   fo r   t h e   p ar allel  ar ch itect u r e   in s tead   o f   p ip elin th a n ee d s   m o r r eso u r ce s   ar ea .   B ec au s o f   th o s ab o v e m e n tio n ed   p r o p er ties ,   it  n ec ess ar y   to   in clu d t h p ip elin an d   p ar allelis m   s ta g o n   w h o le  i n tr a   p r ed ictio n   d esig n .   T h ad v an tag o f   t h p ip elin e   is   m o r d etailed   i n   w o r k   [ 1 9 ] ,   w h ic h   t h au t h o r s   ar u s ed   f ast  VL SI  p ip elin ed   m u l tip ler less   f ix ed - p o in 8 x 8   DC T .   T h ese  ar ch itect u r es c an   b im p r o v ed   w h en   ap p lied   2 - s tag p ip elin t h an   n o n - p ip elin e.   T h s o lu tio n   u s ed   i n   t h is   w o r k   is   a s   f o llo w s f ir s s tag i s   ex p lo ited   f o u r   P E s,   th at  i s   p r o ce s s ed   in   th p ar allelis m   ( h a s   f o u r   i n p u s a m p les  f o r   ea ch   ca s o f   P E   in   th s a m ti m e)   f o r   th p u r p o s o f     p r ed icted   f o u r   o u tp u s a m p le s   v a lu e s ,   th en   p ip elin s ta g is   ap p lied   to   co m p u te  all  r e m a in i n g   p r ed icted   o u tp u ts   s a m p les   o n   ea ch   s izes   P Us.   O u r   h ar d war ar ch itectu r w o r k s   in   p ar a llel  w it h   f o u r   le v el  s a m p le s   a n d   tak e s   o n l y   e ig h t   s a m p le  clo ck   c y cle,   i n clu d i n g   th co n s u m ed   ti m w it h   l o ad in g   an d   s to r in g   d ata  b et w ee n   th ex ter n al   m e m o r ie s   in   o r d er   to     h av r ea l ti m p r o ce s s i n g .     T h p r o p o s ed   p ar allel  p r o ce s s in g   f o r   t h s m a ll 4 ×4   in tr p r ed ictio n   b lo ck   as  s h o w n   i n   F ig u r e   5   an d   6   is   ex p lo ited   in   p ip elin ed   p r o ce d u r to   p r o ce s s   b ig g er   b lo ck   8 ×8 ,   1 6 ×1 6   an d   3 2 × 3 2 .   T h is   allo w s   an   in cr ea s e   o f   t h b it  s tr ea m   w it h   d r a wb ac k   o f   s o m in cr ea s e   in   h ar d w ar r eso u r ce s   b y   lo ad in g   a n d   p r o ce s s in g   d ata  at  th s a m ti m e.   T h m o d D C   p r ed icted   all  s a m p les  b ase d   o n   th d esi g n   i n   F ig u r e   5 ,   w h ic h   h a v as  i n p u t   th r ef er e n ce   s a m p le  n ei g h b o r in g   a v ailab le  i n   B R A M     p [ i] [ 0 ]   an d   p [ 0 ] [ j ]   w it h   x a n d   y j ,   r esp ec tiv el y .   I t p r o p o s ed   o n   tr ee   to   c o m p u te   3 2 x 3 2   s ize  b lo ck   an d   its   s m a l l o n e.       5.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   T h p r o p o s ed   d esig n   b lo ck   f o r   th in tr p r ed ictio n   in   HE V C   is   f ir s tl y   co d ed   in   h i g h - le v el   lan g u a g e   C ++   in   o r d er   to   v alid ate  an d   r ed u ce   th co m p u ta tio n al  co m p lex i t y .   Seco n d l y ,   t h is   d esi g n   i s   i m p le m e n ted   in   VHDL   lan g u ag e,   th e n   t h h ar d w ar ar ch itec tu r p r o to t y p ed   o n   A r tex - 7   FP G A ,   t h at  i s   i n t eg r ated   o n   Z YNQ - 7 0 0 0   p r o ce s s o r   th at  is   x c7 z0 2 0 - 1 clg 4 0 0   f r o m   Xili n x   an d   ac ce ler atio n   h ar d w ar w as  v e r if ied   o n   Mic r o ze d .   T ab le  1   s h o w s   t h s y n th e s i s   r esu lt s   o f   t h g lo b al  ar ch itec tu r p r o p o s ed   in   Fig u r e   4 .   T h m ax i m u m   f r eq u e n c y   attain ed   i s   1 4 3   MH z.     On e   b lo ck   R AM   w a s   u s ed   f o r   s to r ag th n ei g h b o r in g   p ix e ls   a n d   als o   f o r   th s to r ag o f   all  p o s s ib le  o u tp u i n tr p r ed ictio n   p ix el s   r es u lts .   T h p ix els  g e n er ated   af ter   t h p r o p o s ed   h ar d w ar i n tr a   p r ed ictio n   ar ch itectu r p r o ce s s in g   ar f ir s co m p ar ed   to   p r ed icted   p ix els  co m i n g   f r o m   t h e   r ef er en ce   s o f t w ar HE VC   HM . 1 5 . 0   v er s io n .   T h e n   th e y   al s o   co m p ar ed   w ith   s o f t w ar i m p le m e n ted   o n   lan g u ag C ++   to   v alid ate   th p r o p o s ed   ar ch itectu r e.   A ll  th ese  co m p ar i s o n s   s h o w   g o o d   ar g u m e n t.     5 . 1 .     Reso urce s   a na ly s is     T h p r o p o s ed   ar ch itectu r w a s   s y n t h esized   u s i n g   r ec e n d esig n   en v ir o n m e n ( Xili n x   Vi v ad o   2 0 1 6 . 3 ) .   T h r esu lt s   ar p r es en ted   i n   T ab le  1 .   T h is   ar ch it ec tu r w o r k s   u p   to   1 4 3 . 6 5   MH m a x i m u m   clo c k   f r eq u en c y   a n d   it  co n s u m e s   1 6 5 2 0   L UT s   th at  r ep r esen ts   3 1 . 0 5   o f   av ailab le  r eso u r ce s   i n   o u r   d ev ice  ( 5 3 2 0 0   L UT s )   an d   1 3 4 5   r eg is ter s   b its   co r r esp o n d in g   to   1 . 2 7 o f   1 0 6 4 0 0   r eg is ter s   r eso u r ce s ,   f in all y ,   it  d o esn t   e x p lo it  an y   DSP s   f r o m   t h 2 2 0   DSP s   ex itin g   i n   o u r   FP GA .   Mo r d etails  o f   th s tep s   o f   t h i m p le m e n tat io n   i n   p latf o r m   Vi v ad o   I n teg r ated   D esig n   E n v ir o n m e n t ( I DE )   ar e   g iv e n   i n   th w o r k   [ 2 0 ] .   T h s i m u latio n   in   Mo d elSi m   d em o n s tr ate s   t h at  o u r   ar ch i te ctu r ca n   co m p u te  3 2 ×3 2   b lo ck   i n   4 6 7   clo ck   c y cle s   an d   ta k es  6   c y c les  to   p r o ce s s   o n P r o ce s s in g   E le m en ( P E ) .   T h p r o p o s ed   ar ch itectu r ca n   co m p u te  3 0   f r a m es  p er   s ec o n d   ( f p s )   f o r   4 r eso lu tio n   a n d   1 2 0   f p s   f o r   th e   F u ll  HD  r eso lu tio n .   I n   f ac t,   f o r   th 4   ( 3 8 4 0   ×  2 1 6 0   p ix els)  r eso l u tio n s ,   to   ac h iev 3 0   f r am e s   p er   s ec o n d   w ith   4 :2 :0   s a m p lin g   o n e   r eq u ir es  ( 3 8 4 0 ×2 1 6 0 ×1 . 5 ×3 0 )   i.e   3 7 3 . 2 4   MSa m p le/s   a s   t h r o u g h p u t,  s o   o u r   t h r o u g h p u is   h ig h er   t h a n   t h i s   v alu e.     Mo r eo v er ,   th i s   p r o p o s ed   h ar d w ar ar ch itect u r ca n   b e   i m p r o v ed   to   p r o c ess   m o r f r am es p er   s ec o n d   b y   ex p lo itin g   t h o th er   ex i s ti n g   m o r r eso u r ce s   o n   th u s ed   d ev i ce .   T h p r o ce s s in g   ti m o f   h ar d w ar ac ce ler ate  w a s   co m p u te d   b y   co u n ti n g   th to tal  n u m b er   o f   clo ck   c y cles  ta k e n   to   d eter m i n all   p o s s ib le  o u tp u p i x el s   f o r   b ask etb all   s eq u e n ce   t h at  ta k es   in to   co n s id er atio n   th n u m b er   o f   f r a m es,  r eso l u tio n   a n d   all  p o s s ib le  s ize  b lo ck .   T h w h o le  ti m i s   i n   r elatio n   to   clo ck   f r eq u en c y   t h at    is   eq u a l to     1 4 3 . 6 5   MH z.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   5 0 8 4   -   509 4   5092   5 . 2 .     Co m pa ri s o n o f   intr a   predict io m o des   a lg o rit h m   i mp le m ent a t io ns   o n F P G A .     C o m p ar is o n   o u r   w o r k   o n     FP GA   i m p le m e n tatio n   o f   H E VC   in tr p r ed ictio n   w ith   t h p r o p o s ed   h ar d w ar o n   th FP G A   i n   [ 2 1 ] ,   it   h as  less   ar ea   an d   h i g h   f r eq u e n c y .     h o w e v er   th p er f o r m an ce   t h its   ar ch itect u r u p   to   5 5   f r am e s   p er   s ec o n d   o n l y   f o r   r eso lu tio n   f u ll  HD  a g ain s   o u r   u p   to   r ea ti m p r o ce s s i n g   f o r   r eso lu tio n   4 K.   W h o le  h ar d w a r ar ch itectu r f o r   d ec o d er   is   p r esen ted   b y   A b e y d ee r e al.   [ 6 ] .   I n   o r d er   to   co m p ar o u r   p er f o r m an ce s   f o r   in tr p r ed ictio n ,   w co n s id e r   o n l y   th eir   in tr p r ed ictio n   r esu lt s   p r esen ted   in   T ab le  2 .   T h h ar d w ar ac ce l er ato r   is   i m p le m en ted   o n   Xil in x   Z y n q   7 0 4 5   w ith   2 8   n m   t ec h n o lo g y   p r o ce s s .       T h co n s u m ed   r eso u r ce s   ar ea   is   4 3 o f   L UT s   a n d   2 2 R eg i s ter s .   T h 9 4   B R A Ms   ( B L OC K   R AM )   ar e   o cc u p ied ,   in   to tall y   1 8 Kb its   f r o m   t h en tire   m e m o r y .   T h m ax i m u m   f r eq u e n c y   is   u p   to   1 5 0   MH z.   T h d esig n   ca n   b p r o d u ce d   in   th av er ag 2 . 6 0 1   s am p les  p ix e ls   p er   clo ck   c y cle,   co n s eq u en tl y ,   it  ca n   b u p   r ea ti m e   p r o ce s s in g   ( 3 0   f p s )   f o r   th s eq u en ce   4 K.       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   S y n t h esis   R e s u lts   f o r   FP GA   I m p le m en tatio n     O u w o rk   A b ay d eer   [6 ]   Bi ao   [7 ]   A mi s h   [8 ]   A n g el h ar t   [9 ]   J i an g   [1 0 ]   Kh an   [1 1 ]   H as a n   [2 1 ]   T ech n o l o g y   (F PG A )   2 8   n A r t i x - 7   2 8   n   A rt i x - 7   6 5   n m   4 0   n m     V i r t e x - 6   6 5   n m   6 5   n V i rt ex -   4 0   n V i rt ex - 6   4 0   n V i rt ex - 6   L U T / A L M   a   1 6 . 5 2 K   43K   14K   1 7 0 K   8 . 8 K   69k   1 4 0 k   4 . 4 k   Reg i s t ers     1 . 3 4 K   22K   5 . 5 K   1 1 0 K   1 3 . K       1 . 1 K   Max   f req u e n cy   1 4 3 Mh z   1 5 0 MH z   1 1 0 Mh z   2 1 9   MH z   1 1 0 MH z   2 0 4 Mh z   2 1 3 Mh z   2 2 7 Mh z   F rame  ra t e   4 K @ 3 0 f p s   4 K @ 3 0 f p s   4 K @ 3 0 f p s   4 K @ 2 4 f p s   2 1 6 0 @ 3 0 f p s   --   4 K @ 3 0 f p s   1 0 8 0 @ 5 5 f p s   memo ry   3 6 K b   1 8 K b   6K   --   9 6 K b   1 4 8 k b   1 5 0 k   RE G   --   PU s   ALL   ALL   ALL   ALL   ALL   ALL   ALL   ALL   a L o o k - u p   T a b l e   ( L U T )     f o r   X i l i n x   F P G A   a n d   ( A d a p t i v e   L o g i c   M o d u l e   ( A L M )   f o r   d e v i c e s fr o m A L T ER A   I N C .       T h r elate d   r ef er en ce s   i n   s ta t o f   ar ar s h o w n   i n   T ab le  2 .   T h at  in clu d es  l is t s   k e y   p e r f o r m an ce   m etr ics  o f   cir cu it  ar ch itect u r e s   f o r   in tr p r ed ictio n   as  FP G A   tec h n o lo g y ,   co n s u m p tio n   o f   L UT s   o r   A L Ms  f o r   Xilin x   d ev ices  o r   f o r   AL E T R A   d e v ices  r esp ec ti v el y ,   u t iliz atio n   o f   r e g is ter s ,   t h n u m b er   r eso lu tio n   f r a m es   ca n   b p r o ce s s in g   p er   s ec o n d ,   an d   also   th P Us  s ize  is   r ea ch ed .   O u r   w o r k   an d   all  r e f er e n ce s   ar t h s a m e,   s in ce   all  v ar iab le  P Us  s ize  f o r   in tr p r ed ictio n   ar s u p p o r ted .   Du to   d i f f er e n f ab r icati o n   tech n o lo g y   t h a t   r elate d   th m a x i m u m   f r eq u e n c y   r ea ch ed   f o r   ea ch   h ar d w ar d esig n   o n   d i f f er en FP GA   p lat f o r m s   s h o u ld   b n o t   co m p ar ed ,   t h er ef o r e,   t h t h r o u g h p u i s   i n cl u d ed   in   ca lcu l atio n .   Fo r   t h t h r o u g h p u t,  al h ar d w ar ca n   b e   p r o ce s s   in   r ea ti m 4 v id eo   f r a m es  e x ce p i n   [ 8 ] ,   w h ic h   ca n   b p r o ce s s   2 4   f r a m es /s .   B o th       t h i s   w o r k   an d   [ 6 ]   h av t h e   s a m m e m o r y   o cc u p ied   in   t h d esi g n ,   b u t   [ 7 ] ac h iev ed   m in i m u m   s ize  m e m o r y   ( 6   k b its )   in   it s   cir cu it,  h o w e v er ,   in   [9 11]   h a v h i g h e r   r eso u r ce   o f   m e m o r y ,   co n s eq u e n tl y ,   th e y   d esi g n   w il co n s u m m o r e   en er g y   t h an   o t h er s .   O u r   d esi g n   r ea c h es  a   lo w er   f r eq u e n c y   t h an k s   to   th tech n o lo g y   u s ed   an d   also   d u e   to   th p r o p o s ar ch itectu r al  d esi g n ,   t h at  ca n   lead   to   h ig h er   b it  r ate.   So ,   o u r   p r o p o s ed   ar ch itectu r ca n   ac h iev e   h ig h   th r o u g h p u u p   to   3   ti m e s   co m p ar ed   w it h   t h b est   r es u lts   in   [ 1 1 ]   an d   c an   co m p u te   all  b o ck s   s izes   lik e   in   [ 1 1 ] ,   w ith   le s s   i n cr ea s in   th n ee d ed   ar ea   an d   m e m o r y   c au s ed   b y   t h r ef er en ce   s a m p le   d ata.       6.   CO NCLU SI O N   In   th i s   p ap er ,   a   n o v el  ef f icie n ac ce ler ato r   f o r   in tr p r e d ictio n   o f   HE VC   is   p r esen ted ,   o u r   h ar d w ar d esig n   s u p p o r ted   all  m o d es  f o r   in tr p r ed ictio n   in   HE VC ,   a n d   it  i n clu e s   b o th   p ar allel  a n d   p ip elin tech n iq u e s   in   o r d er   to   r e d u ce   th co m p u tatio n al  co m p le x it y   an d   to   h a v h i g h   ef f icie n t h r o u g h p u t.  T h ar ch itectu r i s   i m p le m en ted   i n   th X ili n x   Z y n q - 7 0 0 0   A r ti x - 7 .   T h   FP GA   S y n t h esi s   r esu l ts   s h o w   th a t th e   p r o p o s ed   h ar d w ar e   ca n   r ea ch   1 4 3   MH o f   th m ax i m u m   clo ck   f r eq u en c y   a n d   ca n   p r o ce s s   in   r ea ti m th h i g h   r eso lu tio n     v id eo   4 K.   I n   f u t u r w o r k ,   w p la n   to   ad d   th b lo ck s   m o r co m p le x   s u c h   as  i n ter   p r ed ictio n   a n d   en tr o p y   en co d in g   in   o r   o r d er   to   ac h iev r ea ti m p r o ce s s in g   f o r   co - d esig n   o n   b o t h   s y s te m   s o f t w ar a n d   h ar d w ar e   in s tead   o f   co - s i m u latio n   w it h   d ata  s to r alr ea d y   i n   m e m o r y .   F u r th er m o r e,   d etails  ab o u t   p o w er   esti m at io n   b ased   o n   s y s te m   o u ts id d ev i ce   an d   in s id s o   as  to   esti m at th co n s u m p tio n   e n er g y   m o r th an   e s ti m ate  b y   Xilin x   to o l.                Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   en erg y - a w a r s ystem - on - c h ip   a r ch itectu r fo r   in tr a   p r ed ictio n   in   HE V C   s ta n d a r d   ( A b d ess a ma d   el  A n s a r i )   5093   RE F E R E NC E S     [1 ]   J.  L a in e m a ,   F .   Bo ss e n ,   W . - J .   Ha n ,   J.  M in ,   a n d   K.  Ug u r,   In tra  c o d i n g   o f   th e   HE V sta n d a rd ,     IEE T ra n s.  Circ u it s S y st.  Vi d e o   T e c h n o l . ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 7 9 2 1 8 0 1 ,   2 0 1 2 .   [2 ]   F .   Bo ss e n ,   B .   Bro ss ,   K.  S u h rin g ,   a n d   D.  F ly n n ,   HEVC  c o m p lex it y   a n d   i m p le m e n tatio n   a n a ly sis,”     IEE T ra n s.  Circ u it s S y st.  Vi d e o   T e c h n o l . ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 6 8 5 1 6 9 6 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   B.   P e n g ,   T .   W a n g ,   X .   Jin ,   a n d   C.   W a n g ,   A n   A c c e lera ti n g   S o lu ti o n   f o r - Bo d y   M ON D S i m u latio n   w it h   F P G A - S o C,   In t.   J .   Rec o n fi g u r a b le C o mp u t. ,   v o l.   2 0 1 6 ,   2 0 1 6 .   [4 ]   Z y n q - 7 0 0 0   A ll   P r o g ra m m a b le  S o C,   3 0 - Ja n - 2 0 1 7 .   [ On li n e ].   Av a il a b le:  h tt p :/ /w ww . x il in x . c o m / p ro d u c ts/sil ico n - d e v ice s/so c /z y n q - 7 0 0 0 . h tm l.   [ A c c e ss e d 3 0 - Ja n - 2 0 1 7 ] .   [5 ]   L .   H.  Cro c k e tt ,   R.   A .   El li o t,   M .   A .   En d e rw it z ,   a n d   R.   W .   S tew a rt ,   T h e   Z y n q   Bo o k Emb e d d e d   Pro c e ss in g   wi th   th e   Arm Co rte x - A9   o n   t h e   Xi li n x   Z y n q - 7 0 0 0   Al l   Pro g r a mm a b le S o c .   S t ra th c ly d e   A c a d e m ic M e d ia,  2 0 1 4 .   [6 ]   M .   A b e y d e e ra ,   M .   Ka ru n a ra tn e ,   G .   Ka ru n a ra tn e ,   K.  De   S il v a ,   a n d   A .   P a sq u a l,   4 re a l - ti m e   HEVC  d e c o d e o n   a n   F P GA ,   IEE T ra n s.   Circ u it S y st.  Vi d e o   T e c h n o l . ,   v o l.   2 6 ,   n o .   1 ,   p p .   2 3 6 2 4 9 ,   2 0 1 6 .   [7 ]   B.   M in ,   Z .   Xu ,   a n d   R.   C.   Ch e u n g ,   F u ll y   P ip e li n e d   Ha rd w a re   A rc h it e c tu re   f o In tra  P re d ictio n   o f   HEV C,   IEE E   T ra n s.  C irc u it s S y st.   Vi d e o   T e c h n o l. ,   2 0 1 6 .   [8 ]   F .   Am ish   a n d   E . - B.   B o u re n n a n e ,   F u ll y   p ip e li n e d   re a ti m e   h a rd w a r e   so lu ti o n   f o Hig h   Ef f ici e n c y   V id e o   Co d in g   (HEV C)  i n tra p re d ictio n ,   J .   S y st.   Arc h it . ,   v o l.   6 4 ,   p p .   1 3 3 1 4 7 ,   2 0 1 6 .   [9 ]   D.  En g e lh a rd t,   J.   M o ll e r,   J.  Ha h l b e c k ,   a n d   B.   S tab e r n a c k ,   F P G im p le m e n tatio n   o f   a   f u ll   HD   re a l - ti m e   HEV C   m a in   p ro f il e   d e c o d e r,   IEE T ra n s.  Co n s u m.  El e c tro n . ,   v o l.   6 0 ,   n o .   3 ,   p p .   4 7 6 4 8 4 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   W .   Jia n g ,   H.  M a ,   a n d   Y.   Ch e n ,   G r a d ien b a se d   f a st  m o d e   d e c isio n   a lg o ri th m   f o in tra  p re d icti o n   in   H EV C ,   in   Co n su me El e c tro n ics ,   Co mm u n ica ti o n a n d   Ne two rk ( CECNet ),   2 0 1 2   2 n d   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n ,   p p .   1 8 3 6 1 8 4 0 ,   2 0 1 2 .   [1 1 ]   M .   U.  K.  Kh a n ,   M .   S h a f iq u e ,   M .   G re ll e rt,   a n d   J.  He n k e l,   Ha rd wa re - so ft wa re   c o ll a b o ra ti v e   c o mp l e x it y   re d u c ti o n   sc h e me   fo th e   e me rg in g   HEVC  i n tra   e n c o d e r ,   in   De sig n ,   A u to m a ti o n   &   T e st  in   Eu r o p e   Co n f e re n c e   &   Ex h ib it io n   (DA T E) , 2 0 1 3 ,   p p .   1 2 5 1 2 8 ,   2 0 1 3 .   [1 2 ]   C. - T .   Hu a n g ,   M .   T ik e k a r,   a n d   A .   P .   Ch a n d ra k a sa n ,   M e m o r y - h iera r c h ica a n d   m o d e - a d a p ti v e   HEV in tra   p re d ictio n   a rc h it e c tu re   f o q u a d   fu ll   HD   v id e o   d e c o d in g ,   IEE T r a n s.  Ver y   L a rg e   S c a le In teg r.  V L S S y st. ,   v o l.   2 2 ,   n o .   7 ,   p p .   1 5 1 5 1 5 2 5 ,   2 0 1 4 .   [1 3 ]   E.   Ka lali,   Y.   A d ib e ll i,   a n d   I.   H a m z a o g lu ,   A   lo w   e n e rg y   in tra   p re d icti o n   h a r d w a re   f o h ig h   e ff icie n c y   v id e o   c o d in g ,   J .   Re a l - T ime   Ima g e   Pro c e ss . ,   p p .   1 1 4 ,   2 0 1 4 .   [1 4 ]   M .   Ka m m o u n ,   A .   B.   A ti tallah ,   a n d   N.  M a sm o u d i,   An   o p ti mize d   h a rd wa re   a rc h i tec tu re   fo in tra   p re d ictio n   f o r   HEVC ,   in   Im a g e   P ro c e ss in g ,   Ap p li c a ti o n a n d   S y ste m Co n f e r e n c e   (IP A S ),   2 0 1 4   Fi rs In ter n a ti o n a l ,   p p .   1 5 2 0 1 4 .   [1 5 ]   M .   Je o n   a n d   B. - D.   L e e ,   T o wa rd   Co n ten t - A w a r e   V id e o   P a rti t io n i n g   M e th o d s   f o Distrib u ted   HEV C   V id e o   En c o d in g ,   In t .   J .   El e c tr.  C o mp u t .   En g .   IJ ECE ,   v o l.   5 ,   n o .   3 ,   p p .   5 6 9 5 7 8 ,   2 0 1 5 .   [1 6 ]   G .   J.  S u ll iv a n ,   J.  Oh m ,   W . - J.  Ha n ,   a n d   T .   W ieg a n d ,   Ov e r v ie o th e   h ig h   e ff icie n c y   v id e o   c o d in g   (HEV C )   sta n d a rd ,   IEE T r a n s.  Circ u it s S y st.  Vi d e o   T e c h n o l. ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 6 4 9 1 6 6 8 ,   2 0 1 2 .   [1 7 ]   I. - K.  Kim ,   K.  M c Ca n n ,   K.  S u g i m o to ,   B.   Br o ss ,   a n d   W . - J.  Ha n ,   H m 9 Hig h   e f f ici e n c y   v id e o   c o d i n g   (HEV C)   tes t   m o d e 9   e n c o d e d e sc rip ti o n ,   i n   Pro c .   9 t h   J CT - VC  M e e ti n g ,   p p .   6 11 ,   2 0 1 2 .   [1 8 ]   R.   P .   P .   S i n g h ,   P .   Ku m a r,   a n d   B.   S in g h ,   P e rf o rm a n c e   a n a l y si o 3 2 - b it   a rra y   m u lt ip li e w it h   a   c a rry   sa v e   a d d e a n d   w it h   a   c a rry - lo o k - a h e a d   a d d e r,   In t.   J .   Rec e n T re n d s E n g . ,   v o l .   2 ,   n o .   6 ,   p p .   8 3 8 6 ,   2 0 0 9 .   [1 9 ]   N.  M .   Zab id a n d   A .   A . - H.  A b   R a h m a n ,   V L S I   De si g n   o f   a   F a st   P ip e li n e d   8 x 8   Disc re te  Co sin e   T ra n sf o rm ,   In t.   J .   El e c tr.  Co mp u t.   E n g .   IJ ECE ,   v o l.   7 ,   n o .   3 ,   p p .   1 4 3 0 1 4 3 5 ,   2 0 1 7 .   [2 0 ]   A .   Ra n a n d   N.  G ro v e r,   A n   En h a n c e d   F P G A   Ba s e d   A s y n c h ro n o u M icr o p r o c e ss o De sig n   Us in g   V IV A DO   a n d   IS IM ,   B u ll .   El e c tr.  En g .   I n fo rm. ,   v o l.   7 ,   n o .   2 ,   p p .   1 9 9 2 0 8 ,   2 0 1 8 .   [2 1 ]   H.  A z g in ,   A .   C.   M e rt,   E .   Ka lali,   a n d   I .   Ha m z a o g lu ,   An   e ff icie n F PGA  imp lem e n t a ti o n   o HEVC   in tra   p re d icti o n ,   in   Co n su me r E lec tro n ics   ( ICCE) ,   2 0 1 8   IE EE   I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n ,   p p .   1 5 ,   2 0 1 8 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       E An s a r i   A b d e ss a m a d   wa b o rn   i n   M o r o c c o   in   .   In   1 9 8 7 .     h e   re c e iv e d   h is  m a st e f ro m   th e   f a c u lt y   o f   sc ien c e   a n d   tec h n o l o g y   (F S T o f   F e z   M o ro c c o ,   in   2 0 1 2 ,   h e   j o i n e d   t h e   tea m   m icro e le c tro n ics   a n d   e m b e d e e d   s y ste m o f   th e   lab o ra to r y   o e n e rg ies   a n d   s m a rt  s y ste m .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   v id e o   c o d in g   a n d   im p le m e n tatio n   o f   v id e o   sta n d a rd   o n   e m b e d d e d   p ro c e ss o a n d   V L S a rc h it e c tu re .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.