随着传感器技术与图像处理技术的发展,个人移动终端已经成为了高精度数字图像的采集、存储、处理和传输的主要设备之一。由于高精度图像庞大数据量的存储难度与传输的实时性需求,硬件图像编解码器被广泛应用于个人移动终端中。考虑到硬件的设计成本与系统功耗,硬件编解码器以IP的形式集成到片上SOC系统的设计方案越来越受制造厂家的欢迎,具有广阔的市场空间。目前IP系统通常采用软硬件协同的方式进行设计,该方式与以前的硬件优先的设计方案相比,多了硬件模块设计前的系统软件建模环节。系统软件建模作为硬件IP系统的软硬件协同设计方法的核心环节,通过对IP系统的软件建模在系统设计初期可以对算法可行性进行分析与对系统架构进行性能评估与改进优化,极大地缩短硬件设计周期与改善硬件结构,因此建立硬件IP系统软件模型具有开发价值与实际意义。本文先介绍了JPEG静态图像编解码协议的基本步骤,之后从手机用户的应用场景出发对图像编解码IP的功能需求进行分析,设计出符合需求的编解码IP系统架构。然后对编解码系统按照系统架构进行C语言建模,该模型包含软件部分与硬件模块的软件建模。在硬件部分的软件建模上,用软件模拟硬件的乒乓操作对数据流进行读取;设计整型色系转换快速算法并建立硬件色系转换模块的软件模型;将符合人眼视觉系统的量化表应用到图像压缩编码的量化模型中;对比多种经典DCT快速算法,从乘法器的占用与算法的精度考虑,选取Loeffler算法替代原本的DCT算法进行硬件DCT模块的建模;分析硬件的哈夫曼编解码方式,建立符合硬件结构的哈夫曼编码表存储格式和查表模型。在软件部分,建立bmp与jpg格式的封装与去封装模块。为了提高图像编码的压缩比,提出一种硬件编码中用最小可见视觉差模型制作量化表的设想,实验发现新量化表性能优于传统量化表且能够用于JPEG硬件编解码器IP,但是这种方法带来了量化表过大的难题目前无法解决。在硬件IP完成后期,本文使用Xillinx公司的Zedboard FPGA开发板,在Vivado开发平台上将JPEG编解码器IP集成到FPGA系统中,将软件部分与读写寄存器模块结合生成IP驱动实现IP的软硬件协同编解码。本文基于手机用户的集体需求进行系统软件建模过程为IP开发前期提供了算法指导与系统架构支持,驱动开发过程能够在硬件IP实现后期验证硬件系统的准确性,具有较好的实用价值。