MPEG-2是MPEG组织在1994年为了高级工业标准的图象质量以及更高的传输率所提出的视频编码标准,其优秀性使之成为过去十年应用最为广泛的标准,也是未来十年影响力最为广泛的标准之一。本文以MPEG-2视频标准为研究内容,建立系统级设计方案,设计FPGA原型芯片,并在FPGA系统中验证视频解码芯片的功能。最后在0.18微米工艺下实现ASIC的前端设计。完成的主要工作包括以下几个方面:1.完成解码系统的体系结构的设计,采用了自顶而下的设计方法,实现系统的功能单元的划分;根据其视频解码的特点,确定解码器的控制方式;把视频数据分文帧内数据和帧间数据,实现两种数据的并行解码。2.实现了具体模块的设计:根据本文研究的要求,在比特流格式器模块设计中提出了特有的解码方式;在可变长模块中的变长数据解码采用组合逻辑外加查找表的方式实现,大大减少了变长数据解码的时间;IQ、IDCT模块采用流水的设计方法,减少数据计算的时间;运动补偿模块,针对模块数据运算量大和访问帧存储器频繁的特点,采用四个插值单元同时处理,增加像素缓冲器,充分利用并行性结构等方法来加快运动补偿速度。3.根据视频解码的参考软件,通过解码系统的仿真结果和软件结果的比较来验证模块的功能正确性。最后用FPGA开发板实现了解码系统的原型芯片验证,取得了良好的解码效果。整个设计采用Verilog HDL语言描述,通过了现场可编程门阵列(FPGA)的原型验证,并采用SIMC 0.18μm工艺单元库完成了该电路的逻辑综合。经过实际视频码流测试,本文设计可以达到MPEG-2视频主类主级的实时解码的技术要求。