本發(fā)明涉及一種基于二元bch碼的高速ibm算法結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方法，屬于高速存儲(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

bch碼是由bose、chaudhuri、hocquenghem碼構(gòu)成的一類可以糾正多個(gè)隨機(jī)錯(cuò)誤的循環(huán)碼，它能夠獲得更高的編碼增益和更好的糾錯(cuò)性能。所述bch碼常用的解碼器結(jié)構(gòu)分為四步：1)根據(jù)接收碼字伴隨式多項(xiàng)式；2)解關(guān)鍵方程得到錯(cuò)誤位置多項(xiàng)式σ(x)；3)找出σ(x)的根的倒數(shù)，即錯(cuò)誤位置α^j1，α^j2，…α^jv；4)根據(jù)錯(cuò)誤位置糾正接收字。

在ecc解碼算法中，解碼步驟的第二步，解關(guān)鍵方程得到錯(cuò)誤位置多項(xiàng)式σ(x)是影響解碼器速度的瓶頸。對(duì)于一個(gè)最多可糾t個(gè)錯(cuò)誤的二元bch碼，求得σ(x)的過(guò)程就是由第一步得到的2t個(gè)伴隨式多項(xiàng)式s1,s2,…,s2t來(lái)確定錯(cuò)誤位置多項(xiàng)式σ(x)＝1+σ1x+σ2x²+σ3x³+…+σtx^t的系數(shù)σ1,σ2,σ3,…σt，得到這個(gè)多項(xiàng)式后，就可以通過(guò)錢(qián)搜索來(lái)確定錯(cuò)誤發(fā)生的位置并進(jìn)行糾正。求解錯(cuò)誤位置多項(xiàng)式一般采用無(wú)求逆的ibm((inversionlessbm))算法結(jié)構(gòu)，其算法流程如圖1所示，圖2所示是ibm算法的電路實(shí)現(xiàn)方案，其中表示有限域乘法器，表示有限域加法器。由于電路每次迭代的速度取決于最長(zhǎng)的時(shí)延路徑，即關(guān)鍵路徑，而寄存器σt在每個(gè)周期完成一次更新時(shí)，需要3次有限域乘法運(yùn)算和2次有限域加法，因此大大降低了ecc解碼器的運(yùn)行速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于二元bch碼的高速ibm算法結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于二元bch碼的高速ibm算法結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在有限域乘法運(yùn)算中，運(yùn)用有限域乘法器流水線處理，得到各周期的計(jì)算結(jié)果；在多項(xiàng)式的乘法運(yùn)算和對(duì)乘積得到的多項(xiàng)式的取模運(yùn)算之間增加寄存器。此處設(shè)計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于，如圖3所示，分為兩個(gè)時(shí)鐘周期完成有限域乘法運(yùn)算，減小關(guān)鍵路徑延時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在有限域乘法器中，修正值δ初始值為0，第一個(gè)計(jì)算周期為非零值，第二個(gè)計(jì)算周期為零值，接下來(lái)非零值和零值依次進(jìn)行；

當(dāng)知道下一個(gè)周期δ為0時(shí)，直接賦值，最終得σ1,σ2,σ3,…σt多項(xiàng)式需要10t個(gè)計(jì)算周期。本設(shè)計(jì)節(jié)省m1一次有限域乘法運(yùn)算和a1一次有限域加法運(yùn)算。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：

本發(fā)明所述基于二元bch碼的高速ibm算法結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方法，是利用流水線的思想，在有限域乘法運(yùn)算過(guò)程中加入寄存器，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：減小了關(guān)鍵路徑的時(shí)延、降低了電路的復(fù)雜度、提高了電路運(yùn)行速度、提高了ecc的運(yùn)算性能。

附圖說(shuō)明

圖1是ibm算法的運(yùn)算流程圖；

圖2是ibm算法的電路原理圖；

圖3是本發(fā)明所述有限域乘法器流水線框圖；

圖4是流水線式ibm各個(gè)周期的運(yùn)算結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖做詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于此。

實(shí)施例1、

當(dāng)伴隨式(s1,s2,…,s2t)按照一個(gè)周期移動(dòng)一次的速率進(jìn)入ibm模塊迭代生成σ1,σ2,σ3,…σt時(shí)，每個(gè)周期需要計(jì)算m1,m2,m3三次有限域乘法和a1,a2兩次加法運(yùn)算，即3mult+2add，此時(shí)得到最終的σ1,σ2,σ3,…σt多項(xiàng)式需要2t個(gè)計(jì)算周期。

本實(shí)施例：一種基于二元bch碼的高速ibm算法結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在有限域乘法運(yùn)算中，運(yùn)用有限域乘法器流水線處理，得到各周期的計(jì)算結(jié)果；在多項(xiàng)式的乘法運(yùn)算和對(duì)乘積得到的多項(xiàng)式的取模運(yùn)算之間增加寄存器。在有限域乘法器中，修正值δ初始值為0，第一個(gè)計(jì)算周期為非零值，第二個(gè)計(jì)算周期為零值，接下來(lái)非零值和零值依次進(jìn)行；當(dāng)知道下一個(gè)周期δ為0時(shí)，直接賦值，最終得σ1,σ2,σ3,…σt多項(xiàng)式需要10t個(gè)計(jì)算周期。

應(yīng)用例、

以在gf(2^m)伽羅華域下bch(8528,8192,24)為例，此時(shí)m＝14，t＝24，伴隨式(s1,s2,…,s2t)總共有48個(gè)。根據(jù)圖1的運(yùn)算流程圖設(shè)計(jì)流水線式的ibm實(shí)現(xiàn)方案。

由于奇次伴隨式輸入后得到δ不為0，需要乘加運(yùn)算得到，偶次伴隨式輸入時(shí)δ為0，不需要乘加運(yùn)算，所以在進(jìn)行流水設(shè)計(jì)時(shí)，兩個(gè)伴隨式序列作為一組，迭代一次需要10個(gè)周期，如圖4所示。

第一個(gè)周期輸入第一個(gè)伴隨式序列r；第二個(gè)和第三個(gè)周期分別運(yùn)算m1有限域乘法器的乘法和加法；第四個(gè)周期經(jīng)過(guò)有限域加法a1得到δ；第五個(gè)和第六個(gè)周期分別運(yùn)算m2和m3有限域乘法器的乘法和加法；第七個(gè)周期輸入第二個(gè)伴隨式序列r，γ＝δ，由于運(yùn)算后δ為0，所以此處直接對(duì)δ賦值δ＝0，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到λ，σ，l，k＝k+1的值。第八個(gè)和第九個(gè)周期分別運(yùn)算更新r和δ后的m2和m3有限域乘法器的乘法和加法，第十個(gè)周期經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到λ，σ，l，k＝k+1的值。

如本實(shí)施例所述的實(shí)現(xiàn)方法，有效提高了ecc的運(yùn)行速率，進(jìn)而提高的高速存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)性能。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種基于二元BCH碼的高速I(mǎi)BM算法結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方法，包括，在有限域乘法運(yùn)算中，運(yùn)用有限域乘法器流水線處理，得到各周期的計(jì)算結(jié)果；在多項(xiàng)式的乘法運(yùn)算和對(duì)乘積得到的多項(xiàng)式的取模運(yùn)算之間增加寄存器。本發(fā)明利用流水線的思想，在有限域乘法運(yùn)算過(guò)程中加入寄存器，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：減小了關(guān)鍵路徑的時(shí)延、降低了電路的復(fù)雜度、提高了電路運(yùn)行速度、提高了ECC的運(yùn)算性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王培培;于治樓;陳乃闊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東超越數(shù)控電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.31
技術(shù)公布日：2017.07.18