專利名稱：伴隨式計算裝置及解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種伴隨式計算裝置及解碼器。
背景技術(shù)：
BCH碼作為一種重要的糾錯編碼方式，在通信領(lǐng)域和消費電子領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域中，為了提高讀寫速度，通常都是采用多路數(shù)據(jù)讀寫結(jié)構(gòu)，因此，BCH的多路復(fù)用就顯得尤為重要。目前有技術(shù)方案都是描述如何優(yōu)化單路的BCH編解碼器的面積和時序，而描述如何復(fù)用的卻很少。單路BCH編解碼器與多路BCH的編解碼器的優(yōu)化重點是不相同的，多路復(fù)用不僅僅要體現(xiàn)在面積上，更要體現(xiàn)在時序上，也就是說，復(fù)用的目的在于在滿足時序的前提下盡量減少面積。 一般的BCH解碼器包括三個步驟，第一是伴隨式計算，第二步是計算錯誤位置多項式，第三步則是錢搜索找出錯誤位置并糾正。其中伴隨式計算是整個BCH解碼器的第一步，由于其主要電路是一個除法器，通常做法是與編碼器共用除法電路，以節(jié)省面積，見圖I和圖2。假設(shè)碼長為n，信息位長度為k，GF(2~M)中糾錯強(qiáng)度為t的BCH解碼器輸入r(x)= c(x)+e(x),c(x)為碼多項式，e(x)為加入的錯誤多項式。那么有T7w| = IW+-t-γ式中，q(x)為r(x)除g(x)后的商，s(x)為余式。當(dāng)e (X) = O時，由于c (X)可以被g (X)整除，因此有r (X) = q (X) *g (X),也就是說余式s(x) =0。當(dāng)e (X)古O時,貝U有r(x) = q (X) *g (X)+s(x),假設(shè)X = a1,由于a1是生成多項式g (X)的根,也是r(x)的特征值，所以gfe1) = O,r {a1) = s (a1) = Si, j e
,這里Si就是伴隨式。伴隨式僅與errorpattern有關(guān),而與真實的數(shù)據(jù)無關(guān)，當(dāng)它等于O時,說明無錯發(fā)生,否則,說明有錯存在。s(X)實際是r(x)對g(x)的余式，最高冪次為2*t，因此只需要使用除法電路求出這個余式，再將V再代入即可得到所有2*t個Si。但編碼器的除法電路生成的余數(shù)是一個長度與糾錯個數(shù)t相等的多項式，當(dāng)t較大時，生成伴隨式的延時也會比較大，不利于實現(xiàn)復(fù)用，從面不能減小面積。綜上可知，現(xiàn)有的解碼器的復(fù)用技術(shù)，在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種伴隨式計算裝置及解碼器，其電路延時較短，可實現(xiàn)多路復(fù)用，在整體上節(jié)約面積。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種伴隨式計算裝置，應(yīng)用于BCH解碼器，所述伴隨式計算裝置包括最小多項式求余單元，包括P (P為正整數(shù))路求余子單元，每路求余子單元用于根據(jù)輸入的碼字，計算輸出碼字的最小多項式余式；
多路控制單元，用于暫存所述最小多項式求余單元所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)，并將所述最小多項式余式交由所述伴隨式運算單元處理；伴隨式運算單元，用于根據(jù)所述最小多項式余式計算獲取伴隨式。根據(jù)本發(fā)明的伴隨式計算裝置，所述求余子單元包括t(t為正整數(shù))個線性反饋移位寄存器，每個所述線性反饋移位寄存器包括M(M為正整數(shù))個數(shù)據(jù)寄存器，所述每個線性反饋移位寄存器的輸出為M位的最小多項式余式。
根據(jù)本發(fā)明的伴隨式計算裝置，所述多路控制單元包括P個與所述求余子單元對應(yīng)的t*M位的寄存器組，每個所述寄存器組用于存儲所述最小多項式求余單元所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)以及每一路的最小多項式余式。根據(jù)本發(fā)明的伴隨式計算裝置，所述每個寄存器組連接一計數(shù)器組成一電路單元，用于當(dāng)所述寄存器組對應(yīng)的求余子單元完成該路的求余運算時，將該路的最小多項式余式輸出給所述伴隨式運算單元。根據(jù)本發(fā)明的伴隨式計算裝置，所述多路控制單元包括復(fù)用器和解復(fù)用器，均與所述最小多項式求余單元連接。根據(jù)本發(fā)明的伴隨式計算裝置，所述伴隨式運算單元包括t個運算子單元，每個所述運算子單元用于根據(jù)一所述M位的最小多項式余式，計算輸出M位的伴隨式。本發(fā)明還相應(yīng)的提供一種包括如上所述伴隨式計算裝置的解碼器。本發(fā)明通過在伴隨式計算裝置內(nèi)設(shè)置最小多項式求余單元，使其可以根據(jù)碼字生成多路最小多項式余式，并將多路最小多項式余式傳送到多路控制單元進(jìn)行暫存。多路控制單元收到觸發(fā)信號后將最小多項式余式交由伴隨式運算單元處理，伴隨式運算單元分路計算得到對應(yīng)的伴隨式，借此避免了迭代運算帶來的延時，可實現(xiàn)裝置的多路復(fù)用，節(jié)省面積。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)一實施例的BCH伴隨式求余電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)一實施例的BCH伴隨式代入運算電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明一實施例的伴隨式計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明另一實施例的伴隨式計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明一實施例的最小多項式求余單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明一實施例的求余子單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明一實施例的運算子單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見圖3和圖4，本發(fā)明提供一種伴隨式計算裝置，其應(yīng)用于BCH解碼器，該裝置100包括最小多項式求余單元10、多路控制單元20和伴隨式運算單元30，其中最小多項式求余單元10包括P (P為正整數(shù))路求余子單元11,每路求余子單元用于根據(jù)輸入的碼字，計算輸出碼字的最小多項式余式。本發(fā)明的一實施例中，最小多項式求余單元10的結(jié)構(gòu)如圖5所示，具體的，每路求余子單元11的輸入為輸入端碼子的一個最小多項式OniI miP)，再結(jié)合圖6所示的求余子單元11，其包括t (t為正整數(shù))個線性反饋移位寄存器111 (LFSR)，每個線性反饋移位寄存器111包括M(M為正整數(shù))個數(shù)據(jù)寄存器1111，借此，每個線性反饋移位寄存器111的輸出為M位的最小多項式余式，每路求余子單元11可以輸出t個M位的最小多項式余式。多路控制單元20用于暫存所述最小多項式求余單元10所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)，并將所述最小多項式余式交由伴隨式運算單元30處理。具體的，多路控制單元20包括復(fù)用器21、解復(fù)用器22及P個與求余子單元11對應(yīng)的t*M位的寄存器組，復(fù)用器21和解復(fù)用器22均與最小多項式求余單元10連接，每個寄存器組用于存儲最小多項式求余單元10所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)以及每一路的最小多項式余式。優(yōu)選的是，每一路寄存器組連接有一個計數(shù)器，且每一路寄存器組和一個計數(shù)器組成一電路單元(U0 Up-I)，各電路單元連接于復(fù)用
器21和解復(fù)用器22之間，各電路單元還通過一復(fù)用器23連接于伴隨式運算單元30，用于當(dāng)所述寄存器組對應(yīng)的求余子單元11完成該路的求余運算時，就將該路的最小多項式余式輸出給伴隨式運算單元30進(jìn)行伴隨式的運算操作。需要說明的是，本發(fā)明的最小多項式求余單元10在一個碼長周期中的不同循環(huán)中所處理的數(shù)據(jù)并不一定是同一路的數(shù)據(jù)，其可以是各路數(shù)據(jù)交替進(jìn)行除法求余操作，而多路控制單元20中的的寄存器組會保存每一路的中間數(shù)據(jù)。伴隨式運算單元30用于根據(jù)最小多項式余式計算獲取伴隨式。具體的，伴隨式運算單元30包括t個運算子單元31對應(yīng)于每一路的t個M位的最小多項式余式，并根據(jù)其中一路輸入的M位的最小多項式余式，計算輸出M位的伴隨式。借此完成伴隨式的計算。本發(fā)明一實施例中的運算子單元31的結(jié)構(gòu)如圖7所示，這t個組合邏輯電路可以在一個循環(huán)過程內(nèi)產(chǎn)生t個M位的伴隨多項式，相對于現(xiàn)有的伴隨式代入運算而言，避免了迭代運算帶來的延時。下面具體說明本發(fā)明的計算過程。從BCH碼的定義及現(xiàn)有背景技術(shù)內(nèi)容可知，若碼以oc，oc2，…，Oc EXt為根，則碼的生成多項式g(x) = LCM (ml (x), m2 (x), ...，m2t(x))，式中Hii(X)是~ iQ <= i <= 2*t)的最小多項式，最高冪次為M。本發(fā)明中將伴隨式計算中的除數(shù)由生成多項式換成最小多項式，從而有r(x) = q(x)*g(x)+s(x)=Qi (x) ^mi (x) +Si (x)，Si(x)實際是r(x)對Hii(X)的余式，因此只需要求出這個余式，再將其代入即可得到所有的Si r ( qC x) = qj ( Oc !) >i<m. ( Oc x) +s. ( oc x) =si(ocl),l<=i< = 2*t,上式中的Si(O^i)就是伴隨式，見圖7。需要說明的，該處的與前面的S(oci)不同的是冪次不一樣，S(Oci)是n_k次冪，而Si(oci)得冪次則不超過M，冪次的降低會使得代入運算的計算量大大減少，從而大大地減少了運算延時。本發(fā)明一實施例中，假設(shè)每一路的數(shù)據(jù)率為200MB/S，四路并行，則總的數(shù)據(jù)率為800MB/S。又假設(shè)求余電路并行度為16，頻率為400MHz，也就是說最小多項式求余單元10總的處理速度為800MB/S，可以同時處理四路數(shù)據(jù)，本發(fā)明的裝置100完全滿足要求。本發(fā)明還相應(yīng)的提供一種包括上述伴隨式計算裝置100的BCH解碼器。本發(fā)明在多通道BCH解碼應(yīng)用中，使得多個通道可以復(fù)用同一個伴隨式計算裝置100，而無須每個通道都安裝一伴隨式計算模塊，借此大大節(jié)省面積。綜上所述，本發(fā)明通過在伴隨式計算裝置內(nèi)設(shè)置最小多項式求余單元，使其可以根據(jù)碼字生成多路最小多項式余式，并將多路最小多項式余式傳送到多路控制單元進(jìn)行暫存。多路控制單元收到觸發(fā)信號后將最小多項式余式交由伴隨式運算單元處理，伴隨式運算單元分路計算得到對應(yīng)的伴隨式，借此避免了迭代運算帶來的延時，可實現(xiàn)裝置的多路復(fù)用，節(jié)省面積。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種伴隨式計算裝置，應(yīng)用于BCH解碼器，其特征在于，所述伴隨式計算裝置包括 最小多項式求余單元，包括P (P為正整數(shù))路求余子單元，每路求余子單元用于根據(jù)輸入的碼字，計算輸出碼字的最小多項式余式； 多路控制單元，用于暫存所述最小多項式求余單元所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)，并將所述最小多項式余式交由伴隨式運算單元處理； 伴隨式運算單元，用于根據(jù)所述最小多項式余式計算獲取伴隨式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伴隨式計算裝置，其特征在于，所述求余子單元包括t(t為正整數(shù))個線性反饋移位寄存器，每個所述線性反饋移位寄存器包括M(M為正整數(shù))個數(shù)據(jù)寄存器，所述每個線性反饋移位寄存器的輸出為M位的最小多項式余式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伴隨式計算裝置，其特征在于，所述多路控制單元包括p個與所述求余子單元對應(yīng)的t*M位的寄存器組，每個所述寄存器組用于存儲所述最小多項式求余單元所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)以及每一路的最小多項式余式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伴隨式計算裝置，其特征在于，所述每個寄存器組連接一計數(shù)器組成一電路單元，用于當(dāng)所述寄存器組對應(yīng)的求余子單元完成該路的求余運算時，將該路的最小多項式余式輸出給所述伴隨式運算單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的伴隨式計算裝置，其特征在于，所述多路控制單元包括復(fù)用器和解復(fù)用器，均與所述最小多項式求余單元連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伴隨式計算裝置，其特征在于，所述伴隨式運算單元包括t個運算子單元，每個所述運算子單元用于根據(jù)一所述M位的最小多項式余式，計算輸出M位的伴隨式。
7.一種包括如權(quán)利要求I 6任一項所述伴隨式計算裝置的解碼器。
全文摘要
本發(fā)明適用于電子技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種伴隨式計算裝置，應(yīng)用于BCH解碼器，所述伴隨式計算裝置包括最小多項式求余單元，包括p(p為正整數(shù))路求余子單元，每路求余子單元用于根據(jù)輸入的碼字，計算輸出碼字的最小多項式余式；多路控制單元，用于暫存所述最小多項式求余單元所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)，并將所述最小多項式余式交由所述伴隨式運算單元處理；伴隨式運算單元，用于根據(jù)所述最小多項式余式計算獲取伴隨式。本發(fā)明還相應(yīng)的提供一種包括上述裝置的解碼器。借此，本發(fā)明的裝置延時較短，可實現(xiàn)電路的多路復(fù)用，在整體上節(jié)約了面積。
文檔編號H03M13/15GK102811066SQ201210246708
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者朱麗娟, 莫海鋒 申請人:記憶科技(深圳)有限公司