專利名稱：一種適用于DRM標(biāo)準(zhǔn)的Viterbi解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Viterbi解碼器，尤其是涉及一種適用于DRM的Viterbi解碼器。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的音頻廣播，例如調(diào)幅(AM)廣播，都是利用模擬技術(shù)，信號在傳播過程中會受 到各種形式的干擾，如果信號接收端沒有良好的糾錯技術(shù)來對接收信號進行糾錯，就會 導(dǎo)致接收端產(chǎn)生的聲音效果較差。DRM (DigitalRadio Mondiale世界數(shù)字廣播)標(biāo)準(zhǔn)定 義了一些數(shù)字音頻廣播的技術(shù)，使信號可以在調(diào)幅廣播特別是短波的頻段進行傳輸，并 且通過接收端的糾錯功能，提供非常良好的恢復(fù)信號。其強大的糾錯功能，得益于一種 叫做前向糾錯的技術(shù)。前向糾錯技術(shù)能夠使接收器自動地修正錯誤而不需要要求發(fā)射器 重復(fù)發(fā)射信息。巻積編碼技術(shù)是前向糾錯技術(shù)中受到廣泛歡迎的一種。針對巻積編碼技術(shù)，最常用也最高效的一種解碼方法是軟決斷(soft decision) Viterbi 解碼算法。解碼符合DRM標(biāo)準(zhǔn)的比特流，需要使用軟決斷Viterbi解碼器。Viterbi解碼器首先計算并展開狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，展開的狀態(tài)裝換圖形成一個格柵，然后 通過回溯找到最大似然狀態(tài)序列。結(jié)構(gòu)上由三部分構(gòu)成，分別是分支度量單元(Branch Metric Unit,簡寫為BMU),路徑度量單元(Path Metric Unit,簡寫為P固)，以及回 溯掃描單元(Trace-Back Unit ，簡寫為TBU)。 PMU單元負責(zé)進行一系列的力fl-比較-選擇運算(Add-Compare-Select，簡寫為ACS),所以路徑度量單元也被稱為加-比較-選擇 單元(ACS Unit)。在硬件實現(xiàn)方式中，根據(jù)路徑度量單元中加-比較-選擇運算子模塊是如何進行分配 和調(diào)度的，可以將Viterbi解碼器的結(jié)構(gòu)分為并行狀態(tài)的結(jié)構(gòu)和串行狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。前者， 每個狀態(tài)都會被分配一個加-比較-選擇運算子模塊，并行的計算所有路徑度量。這種結(jié) 構(gòu)適合于高碼率的情形，但是面積非常大。后者，用一個或是兩個加-比較-選擇子模塊 來串行的完成所有計算。這種結(jié)構(gòu)適合于中低碼率的情形。實用的DRM硬件解碼器產(chǎn)品，必須是低成本，低功耗的。Viterbi解碼器是DRM 硬件解碼器中非常重要的組件。這樣，Viterbi解碼器的結(jié)構(gòu)便顯得非常重要。在適用于 DRM標(biāo)準(zhǔn)解碼的Viterbi解碼器中，有一些規(guī)模比較龐大的加法器和乘法器單元，如何 盡量少的分配這些運算單元是降低Viterbi解碼器成本的核心。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在滿足DRM解碼要求的前提下，成本幾乎 最低，并且功耗也較小的適用于DRM的Viterbi解碼器。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為 一種適用于DRM的Viterbi解碼器， 包括分支度量模塊、路徑度量模塊和回溯掃描模塊，所述的路徑度量模塊接收所述的分 支度量模塊的信號并將處理后的信號傳送到所述的回溯掃描模塊，所述的路徑度量模塊 由六個加-比較-選擇單元、四個四級流水線加法器、兩個第一比較器和兩個選擇器組成， 所述的加-比較-選擇單元接收所述的分支度量模塊的信號，所述的第一比較器輸出決斷 信號，所述的選擇器輸出路徑度量信號。所述的四級流水線加法器為四級流水線浮點加法器，所述的第一比較器為單周期浮 點比較器，所述的選擇器為浮點選擇器。所述的分支度量模塊包括一個浮點加法器、 一個浮點乘法器、 一個最小值產(chǎn)生器和 一個第二比較器，所述的最小值產(chǎn)生器接收待解碼信號，所述的第二比較器輸出分支度 量信號。所述的回溯掃描模塊使用單口 RM1，用于完成信號的先進后出的緩沖功能。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于在功率不小于50M的情況，能夠完全滿足DRM 解碼的實時要求，并且使用的資源大大降低，比使用相同工藝但是采用完全并行結(jié)構(gòu)的 Viterbi解碼器節(jié)省資源50%左右；路徑度量模塊采用完全串行和完全并行相折衷的運 算結(jié)構(gòu)，既滿足了性能要求，又能夠在使用相同工藝的情況下，使所需資源不超過完全 并行結(jié)構(gòu)所需資源的20%;分支度量模塊使用串行運算結(jié)構(gòu)，與并行結(jié)構(gòu)相比，大大地 節(jié)省了使用的資源，使用相同工藝情況下，串行運算結(jié)構(gòu)所需資源不超過完全并行結(jié)構(gòu) 所需資源的25V且并行度越高需要資源越多。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為路徑度量模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為分支度量模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為最小值產(chǎn)生器的有限狀態(tài)機模型；圖5為分支度量模塊的有限狀態(tài)機模型；圖6為路徑度量模塊資源調(diào)度示意圖，圖中的ACSO， ACS1， ACS2， ACS3， ACS4， ACS5分別代表圖2中的六個加-比較-選擇模塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖1 3所示， 一種適用于DRM的Viterbi解碼器，包括分支度量模塊1、路徑度 量模塊2和回溯掃描模塊3，路徑度量模塊2接收分支度量模塊1的信號并將處理后的 信號傳送到回溯掃描模塊3，路徑度量模塊2由六個加-比較-選擇單元21、四個四級流 水線浮點加法器22、兩個第一比較器23和兩個選擇器24組成，第一比較器23為單周 期浮點比較器，分支度量模塊1包括一個浮點加法器11、 一個浮點乘法器12、 一個最 小值產(chǎn)生器13和一個第二比較器14，最小值產(chǎn)生器13接收待解碼信號，第二比較器 14輸出分支度量信號，力B-比較-選擇單元21接收第二比較器14輸出的分支度量信號， 第一比較器23輸出決斷信號，選擇器24輸出路徑度量信號，回溯掃描模塊3使用單口 RAM，完成信號的先進后出的緩沖功能。本發(fā)明分支度量模塊1使用串行運算結(jié)構(gòu)；路徑度量模塊2采用完全串行和完全并 行相折衷的運算結(jié)構(gòu)；上面兩個模塊使用32位的浮點運算器(浮點加法器，浮點乘法 器以及浮點比較器)；浮點加法器采用四級流水線結(jié)構(gòu)，浮點比較器在一個周期內(nèi)就能 完成運算；回溯掃描模塊3使用單口RAM。每個模塊的調(diào)度采用下面的方法分支度量模塊l:使用完全串行的運算結(jié)構(gòu)，即只使用一個浮點加法器11和一個浮點乘法器12，由狀態(tài)機控制對每個輸入符號的處理。在符合DRM標(biāo)準(zhǔn)的解碼器中，對 于每個輸入符號(symbol),最多將會有四個浮點形式的度量產(chǎn)生，這四個度量分別代 表實數(shù)部分與l的距離，實數(shù)部分與O的距離，虛數(shù)部分與l的距離，虛數(shù)部分與0的距離。這四個度量都由最小值產(chǎn)生器13產(chǎn)生。最小值產(chǎn)生器13給浮點加法器11和 第二比較器14輸送相應(yīng)的運算數(shù)，并接受運算結(jié)果，通過第二比較器14對運算結(jié)果進 行比較，來產(chǎn)生度量值。分支度量模塊1采用圖4所示的狀態(tài)機來控制這四個度量的產(chǎn) 生。在時間順序上，四個度量先后產(chǎn)生，控制邏輯由對應(yīng)于圖4的狀態(tài)機模型實現(xiàn)。圖 4和圖5所示的狀態(tài)機文字描述可以參加其標(biāo)注。路徑度量模塊2:此模塊中的基本運算單元是加-比較-選擇單元21，本發(fā)明中有六個 加-比較-選擇單元21，這六個加-比較-選擇單元21共用四個四級流水線結(jié)構(gòu)的浮點加法 器22，兩個單周期浮點比較器23和兩個浮點選擇器24,其基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。四個 四級流水線結(jié)構(gòu)的浮點加法器22，四個周期可以完成一次運算，兩個單周期浮點比較器 23 —個周期可以完成一次運算。這樣，每個加-比較-選擇單元21最快可以在六個周期 內(nèi)完成一次運算。通過流水線式的調(diào)度，對于每次迭代，完成32次加-比較-選擇運算。調(diào)度過程可以由一個狀態(tài)機控制。調(diào)度過程是第一個周期-啟動第一個加-比較-選擇單元第二個周期啟動第二個加-比較-選擇單元第三個周期啟動第三個加-比較-選擇單元第四個周期啟動第四個加-比較-選擇單元第五個周期啟動第五個加-比較-選擇單元第六個周期啟動第六個加-比較-選擇單元第七個周期接收第一個加-比較-選擇單元的計算結(jié)果，并給于它新的輸入，開始新的運算。第八個周期-接受第二個加-比較-選擇單元的計算結(jié)果，并給于它新的輸入，開始新的運算。如此類推......回溯掃描模塊3:路徑度量模塊2每次運作將產(chǎn)生64位決斷(decision)數(shù)據(jù)，這 64位數(shù)據(jù)存放在一個單口 RAM中,這個RAM充當(dāng)一個先進后出的緩沖， 一幀數(shù)據(jù)由路 徑度量模塊2處理完畢后，回溯掃描模塊3讀取RAM中的數(shù)據(jù)，完成最大似然路徑的 掃描。
權(quán)利要求
1、一種適用于DRM的Viterbi解碼器，包括分支度量模塊、路徑度量模塊和回溯掃描模塊，所述的路徑度量模塊接收所述的分支度量模塊的信號并將處理后的信號傳送到所述的回溯掃描模塊，其特征在于所述的路徑度量模塊由六個加-比較-選擇單元、四個四級流水線加法器、兩個第一比較器和兩個選擇器組成，所述的加-比較-選擇單元接收所述的分支度量模塊的信號，所述的第一比較器輸出決斷信號，所述的選擇器輸出路徑度量信號。
2、 如權(quán)利要求l所述的一種適用于DRM的Viterbi解碼器，其特征在于所述的四 級流水線加法器為四級流水線浮點加法器，所述的第一比較器為單周期浮點比較器，所 述的選擇器為浮點選擇器。
3、 如權(quán)利要求l所述的一種適用于DRM的Viterbi解碼器，其特征在于所述的分 支度量模塊包括一個浮點加法器、 一個浮點乘法器、 一個最小值產(chǎn)生器和一個第二比較 器，所述的最小值產(chǎn)生器接收待解碼信號，所述的第二比較器輸出分支度量信號。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種適用于DRM的Viterbi解碼器，其特征在于所述的回 溯掃描模塊使用單口 RAM，完成信號的先進后出的緩沖功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于DRM的Viterbi解碼器，包括分支度量模塊、路徑度量模塊和回溯掃描模塊，路徑度量模塊接收分支度量模塊的信號并將處理后的信號傳送到回溯掃描模塊，特點是路徑度量模塊由六個加-比較-選擇單元、四個四級流水線加法器、兩個第一比較器和兩個選擇器組成，加-比較-選擇單元接收分支度量模塊的信號，第一比較器輸出決斷信號，選擇器輸出路徑度量信號，優(yōu)點在于在功率不小于50M的情況，能夠完全滿足DRM解碼的實時要求，并且使用的資源大大降低，比使用相同工藝但是采用完全并行結(jié)構(gòu)的Viterbi解碼器節(jié)省資源50％左右。
文檔編號H03M13/41GK101217285SQ20071030658
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者傅志斌, 哈力提, 華 常, 晁 黃, 龔國旺 申請人:寧波中科集成電路設(shè)計中心有限公司