直写光刻系统中图像数据的压缩协议、方法及存储介质技术方案

本发明专利技术的一种直写光刻系统中图像数据的压缩协议、方法及存储介质，为了更快的传输原始图像，并且可以高速地通过FPGA还原数据，特提出一种数据协议及其数据协议的压缩和解压缩方法。本发明专利技术的特点是逐行压缩，使用单个字节表示变长的数据区域，保证数据最大化的压缩。通过本发明专利技术的实现，可以超出单字节表示的127位的长度限制，实现最长高达4032个连续位的数据压缩，同时实现该压缩过程和解压缩过程都很简单。通过本发明专利技术的实施，不仅大大节约传输硬件的支持，同时也节约了计算资源，提高了数据处理的效率和性能，为降本增效提供技术基础。础。础。

【技术实现步骤摘要】
直写光刻系统中图像数据的压缩协议、方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及直写光刻领域，具体涉及到直写光刻系统中图像数据过程中使用的数据压缩方法，特别是基于数字微镜(DMD)的直写光刻系统的数据中使用的压缩方法。

技术介绍

[0002]直写曝光系统常用的方法是倾斜式扫描方法，按该方法扫描的直写光刻系统，需要主机(PC)将图形根据细分精度(PW)要求，按DMD的宽度进行栅格化成若干个条带的单色图像(MBMP)，主机(PC)再将这些单色图像(MBMP)数据通过网络接口传输到负责向DMD具体投放帧图像(FBMP)的FPGA中处理。
[0003]为简化描述，假设单光机的系统内，一幅图形为1000mmX1000mm的图像MBMP，细分精度要求满足12700dpi，即每个细分像素的细分精度(PW)为2um时，此时满足的加工精度(CD)为50微米左右，每个条带图像宽度约为16000～30000个像素之间(取决于技术实现方式)，所有条带图像MBMP大小约29GB。如果通过普通的千兆网满负荷传输约238秒，使用万兆网也需要23.8秒。在实际曝光过程，这样一张图形，直接曝光时间不超过30秒，显然无论是千兆网还是万兆网，传输原始图像是不足取的。
[0004]图形数据转换为图像时，每一行数据中，最小的连续有图或无图的像素个数为M＝CD/PW个，示例中计算结果是最少M＝25个像素。事实上，图像的连续性特征是直写光刻的基本特征，存在大段(一般超过加工精度数十倍)的连续性的区域，使得栅格化的图像呈连续的1b(有图)或0b(无图)。如连续上万个像素都是有图或无图是非常普遍的情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出的一种直写光刻系统中图像数据传输的压缩协议、方法，可保证数据最大化的压缩。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种直写光刻系统中图像数据的压缩协议，包括：
[0008]图像数据是指压缩后的单色位图，数据流是逐行存储的；
[0009]每行数据是由若干个压缩组表示，以字节0x00表示行结束符；
[0010]每个压缩组有一个字节；
[0011]行内的所有压缩组的字节流是连续的，从低位向高位依次存放，表示行图像自左向右排列的，行结束符为0x00；
[0012]每个压缩组只有一个字节，由1位的模式位、1位的图像位和6位的长度位组成；其中，
[0013]模式位表示当前字节使用的是否为位块计数的压缩模式，1表示按位块计数的压缩模式，0表示按位计数的压缩模式，图像位表示压缩数据组表示的是0b即无图串或1b即有图串，长度位表示压缩数据组的块个数或位长度，共6位，表示范围为0～26‑
1；
[0014]采用的压缩模式有两种，位压缩模式和位块压缩模式，每个压缩组只使用一种压
缩模式压缩；
[0015]模式位为0时，表示压缩组的压缩模式是位压缩模式，长度最大为63，即表示最大可压缩63个连续的0b或1b；
[0016]模式位为1时，表示压缩组的压缩模式是位块压缩模式；
[0017]每次压缩存储或传输时，需要额外指定位块长度，压缩方与解压缩方均按指定的位块长度进行压缩和解压缩。
[0018]进一步的，位块压缩时，位块个数最大为63，即表示最大可压缩63个连续的0b位块或1b位块，位块长度由存储协议约定，是任意大于0且小于65的自然数N，取值范围为[1,64]，单字节的压缩长度为：位块个数*位块长度；
[0019]位块压缩时，位块长度选择1时，退化为扩展位为0的按位的压缩模式；
[0020]位块压缩时，位块长度优先选择8的整数倍，最大是64位，最小8位；
[0021]位块压缩时，最大压缩时，位块个数取最大63，位块长度最大取64，合计最大为63*64＝4032，即最大可压缩长度为4032个0b串或1b串。
[0022]另一方面，本专利技术还公开一种直写光刻系统中图像数据的压缩方法，基于上述的直写光刻系统中图像数据的压缩协议，其特征在于：包括以下步骤，STEP00：定义尾数查找表
[0023]定义两个尾数查找表TABLE0和TABLE1。
[0024]其中，TABLE0是一个以字节值为键(索引)，该字节的尾0b长度为值的查找表，使用字节值作为索引可直接获得该字节的尾0b长度的值。因为字节的取值范围为[0,255]，所以TABLE0一共有且有256个元素。其中，字节的尾0b长度是指某字节的二进制数从低位开始计数的低位连续0b个数，也称为0b尾长。
[0025]其中，TABLE1是一个以字节值为键(索引)，该字节的尾1b长度为值的查找表，使用字节值作为索引可直接获得该字节的尾1b长度的值。因为字节的取值范围为[0,255]，所以TABLE1一共有且有256个元素。其中，字节的尾1b长度是指某字节的二进制数从低位开始计数的低位连续1b个数，也称为1b尾长。
[0026]其中，TABLE0尾0b查找表，共256个元素，查找表内容如下；
[0027]十六进制二进制尾长：低位连续0个数0xFF1111 111100xFE1111 111010xFD1111 110100xFC1111 110020xFB1111 100100xFA1111 10003
………………
0x040000 010020x030000 001100x020000 001010x010000 000100x000000 00008
[0028]其中，TABLE1尾1b查找表，共256个元素，查找表内容如下；
[0029]十六进制二进制尾长：低位连续0个数0xFF1111 111180xFE1111 111000xFD1111 110110xFC1111 110000xFB1111 100110xFA1111 10000
………………
0x040000 010000x030000 001120x020000 001000x010000 000110x000000 00000
[0030]STEP10：载入数据行
[0031]判断原始单色位图中是否还存在未处理原始单色位图行数据，如果不存在，压缩过程结束；
[0032]从原始单色位图中按行载入原始位图的整行数据，简称数据行LINE，重置已读入字节数RBC＝0，待压缩位串长度计数BCC＝0，当前串标记MFLAG＝
‑
1，
‑
1表示未开始处理标记，其中，MFLAG＝0表示正在处理0b串，MFLAG＝1表示正在处理1b串；
[0033]其中，原始单色位图的特征如下：
[0034]任何原始单色位图都是有若干行等行宽LineWidth行数据组成，每行数据占用的内存字节数为跨度LineStride，行宽LineWidth为行数据中实际存储的有效长度的位图像，为大于0的整数，跨度LineStride为行数据中实际占用的字节数，为大于0的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直写光刻系统中图像数据的压缩协议，其特征在于，包括，图像数据是压缩后的单色位图，数据流是逐行存储的；每行数据是由若干个压缩组表示，以字节0x00表示行结束符；每个压缩组有一个字节；行内的所有压缩组的字节流是连续的，从低位向高位依次存放，表示行图像自左向右排列的，行结束符为0x00；每个压缩组只有一个字节，由1位的模式位、1位的图像位和6位的长度位组成；其中，模式位表示当前字节使用的是否为位块计数的压缩模式，1表示按位块计数的压缩模式，0表示按位计数的压缩模式，图像位表示压缩数据组表示的是0b即无图串或1b即有图串，长度位表示压缩数据组的块个数或位长度，共6位，表示范围为0～26‑
1；采用的压缩模式有两种，位压缩模式和位块压缩模式，每个压缩组只使用一种压缩模式压缩；模式位为0时，表示压缩组的压缩模式是位压缩模式，长度最大为63，即表示最大可压缩63个连续的0b或1b；模式位为1时，表示压缩组的压缩模式是位块压缩模式；每次压缩存储或传输时，需要额外指定位块长度，压缩方与解压缩方均按指定的位块长度进行压缩和解压缩。2.根据权利要求1所述的直写光刻系统中图像数据的压缩协议，其特征在于：位块压缩时，位块个数最大为63，即表示最大可压缩63个连续的0b位块或1b位块，位块长度由存储协议约定，是任意大于0且小于65的自然数N，取值范围为[1,64]，单字节的压缩长度为：位块个数*位块长度；位块压缩时，位块长度选择1时，退化为扩展位为0的按位的压缩模式；位块压缩时，位块长度优先选择8的整数倍，最大是64位，最小8位；位块压缩时，最大压缩时，位块个数取最大63，位块长度最大取64，合计最大为63*64＝4032，即最大可压缩长度为4032个0b串或1b串。3.一种直写光刻系统中图像数据的压缩方法，基于权利要求1或2所述的所述的直写光刻系统中图像数据的压缩协议，其特征在于：包括以下步骤，STEP00：定义尾数查找表定义两个尾数查找表TABLE0和TABLE1；其中，TABLE0是一个以字节值为键即索引，该字节的尾0b长度为值的查找表，使用字节值作为索引可直接获得该字节的尾0b长度的值，由于字节的取值范围为[0,255]，所以TABLE0一共有且有256个元素；其中，字节的尾0b长度是指某字节的二进制数从低位开始计数的低位连续0b个数，也简称为0b尾长；其中，TABLE1是一个以字节值为键即索引，该字节的尾1b长度为值的查找表，使用字节值作为索引可直接获得该字节的尾1b长度的值；因为字节的取值范围为[0,255]，所以TABLE1一共有且有256个元素；其中，字节的尾1b长度是指某字节的二进制数从低位开始计数的低位连续1b个数，也简称为1b尾长；STEP10：载入数据行判断原始单色位图中是否还存在未处理原始单色位图行数据，若不存在，压缩过程结束；
从原始单色位图中按行载入原始位图的整行数据，简称数据行LINE，重置已读入字节数RBC＝0，待压缩位串长度计数BCC＝0，当前串标记MFLAG＝
‑
1，
‑
1表示未开始处理标记，其中，MFLAG＝0表示正在处理0b串，MFLAG＝1表示正在处理1b串；其中，原始单色位图的特征如下：任何原始单色位图都是有若干行等行宽LineWidth行数据组成，每行数据占用的内存字节数为跨度LineStride，行宽LineWidth为行数据中实际存储的有效长度的位图像，为大于0的整数，跨度LineStride为行数据中实际占用的字节数，为大于0的整数，跨度与行宽的关系为：其中，表示向上取整，当数量上行宽LineWidth比跨度LineStride的8倍小，即LineWidth<8*LineStride时，最高位的字节中，存在部分数据位是无效数据位，存储0b或1b均可以，压缩时可处理或不处理；其中，原始位图的整行数据的特征如下：数据字节序自低位向高位排序，字节位自低高向高位排序表示一行图...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞庆平，
申请(专利权)人：安徽地势坤光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：