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我正在寻找一种好的压缩算法，用于从闪存芯片解压缩数据以加载到 FPGA（Mojo开发板上的Xilinx Spartan6-LX9 ）。它必须快速解压缩并且不需要大量工作内存，因为 CPU（ATmega16U4）的时钟频率为 8 MHz，并且只有 2 KiB 的 RAM 和 16 KiB 的程序闪存，其中一些已经在利用。压缩速度并不是特别重要，因为压缩只会在计算机上运行一次，并且压缩算法不需要对任意输入起作用。

这是一个示例比特流。该格式记录在Spartan-6 FPGA 配置手册中（从第 92 页开始）。

通常，数据中存在的模式分为几类，鉴于我正在使用的约束，我不确定其中哪一个最容易被利用：

  • 数据被整体组织成一组已知格式的数据包。比特流的某些部分有些“定型”（例如，它总是以写入某些寄存器开始和结束），而其他命令将以可预测的顺序出现。

  • 有些字节比其他字节更常见。00 和 FF 是迄今为止最常见的，但其他位设置很少的字节（例如，80、44、02）也很常见。

  • 00 和 FF 字节的运行非常频繁。其他模式有时会出现在局部范围内（例如，一个 16 字节的序列会重复几次），但不会出现在全局范围内。

给定约束条件，什么是适合此任务的压缩算法（不是库，除非您确定它适合！）？

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根据您的描述，我建议运行长度编码，然后是 Huffman 编码字节并运行。您将需要很少的内存来存储数据本身，主要用于累积频率和在适当位置构建 Huffman 树。小于 1K。

您应该制作游程长度的直方图，以帮助确定分配给游程长度的位数。

于 2013-05-28T15:06:04.870 回答
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您应该考虑使用LZO 压缩库。它可能是现有最快的解压器之一，并且解压不需要内存。然而，压缩需要 64KB 的内存（或者对于一种压缩级别需要 8KB）。如果您只需要解压缩，它可能对您有用。

LZO 项目甚至提供了这个库的特殊缩减版本，称为miniLZO。据作者介绍，miniLZO 在 i386 上编译成小于 5KB 的二进制文件。由于您有 16KB 闪存，它可能正好适合您的限制。

LZO 压缩器目前由UPX（用于uecutables的 ltimate packer x）使用。

于 2013-05-28T07:15:12.230 回答
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您是否尝试过内置的比特流压缩？这可以在非完整设备上很好地工作。这是一个 bitgen 选项，并且 FPGA 开箱即用地支持它，因此它对您的 micro 没有资源影响。

此处描述了实现压缩的方式：

http://www.xilinx.com/support/answers/16996.html

comp.arch.fpga 上讨论了其他可能性：

https://groups.google.com/forum/?fromgroups#!topic/comp.arch.fpga/7UWTrS307wc

似乎一位发帖人在一个相对受限的嵌入式系统上成功实现了LZMA 。您可以使用 7zip 来检查您可能期望的压缩比，并在承诺实施嵌入式部分之前查看它是否足够好。

于 2013-05-28T10:59:14.847 回答