随着大数据、人工智能、云计算和5G等技术的飞速发展,数据压缩技术显得越来越重要。Zstd(Zstandard)是Facebook提出的一种开源的无损压缩算法,并于2018年发布稳定版。相对于现有的压缩算法,具有更佳的压缩性能,已成为该领域的研究热点。Zstd提供了22种压缩等级,用于权衡压缩速度和压缩率,具有普适性。但对于特定应用领域,尤其是需要处理海量数据的领域,仍然难以满足应用需求。硬件加速为解决这类问题提供了一条有效的途径。本文针对Zstd中的有限状态熵编码(Finite State Entropy,FSE)提出了一种适用于硬件实现的压缩、解压硬件架构设计方法,并采用软硬件协同设计进行实现。设计中,序列映射、符号次数统计、次数归一化、建压缩表采用软件实现,序列压缩采用硬件实现。考虑到硬件实现应具有通用性,本设计中的压缩表通过实时计算得到,其表的大小为固定值。为提高压缩速度,序列压缩采用7级流水进行实现,其映射后序列没有使用软件实现中的数据,而是通过重新计算得到。序列压缩过程中的所有输入、输出数据都采用SRAM进行存储。解压主要包括建解压表和序列解压,其中建解压表采用软件实现,序列解压采用硬件实现。对所设计的架构进行Verilog建模,Modelsim仿真和DC逻辑综合。在TSMC 55nm的工艺下,最高频率可达到750MHz。仿真结果表明所设计的架构功能正确,所设计的实现方式与软件实现相比,整体压缩速度提高了9倍左右;整体解压速度提高了100倍左右。可以满足特定应用领域对压缩海量数据的要求。