СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДА ХАФФМАНА ДЛЯ СЖАТИЯ ПЛОТНЫХ ПОТОКОВ ДАННЫХ БЕЗ ПОТЕРЬ НА РВС

Аннотация

Современные запросы общества требуют решения целого ряда вычислительно трудоемких задач в режиме реального времени. Для подобных решений необходимы огромные вычислительные мощности, широкополосные высокоскоростные каналы передачи данных и внушительные объемы памяти. Обеспечить подобные запросы можно за счет разработки и внедрения новых технологий, наращивания технической инфраструктуры, что потребует значительных финансовых и временных затрат. Облегчить подобный переход, используя существующую техническую базу, можно за счет использования алгоритмов сжатия данных в реальном времени. Средства сжатия данных в темпе поступления могут повысить скорость вычислений, передачи данных, снизить занимаемый объем при хранении, используя имеющуюся инфраструктуру. Современные технические платформы на базе CPU не способны обеспечить потоковую обработку данных в темпе их поступления, реальная производительность подобных систем не превышает 10 % от пиковой. Новой платформой для сис- тем сжатия данных без потерь в темпе поступления могут стать реконфигурируемые вычисли- тельные системы (РВС) на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Однако для эффективной работы подобных систем требуется разработка новых методов с применением структурных вычислений, позволяющих полностью раскрыть потенциал ресурса ПЛИС. В данной работе представляется реализация на РВС модификации динамического алгоритма кодирования Хаффмана, которая позволяет создавать префиксные коды оптимальной длины и обрабатывать плотные потоки данных в темпе поступления с пропускной способностью не менее 128 Гбит\с. Про- изводительность разработанной модификации в 5 раз превосходит наилучшую известную компле- ментарную реализацию на базе FPGA на один вычислительный конвейер