一種基於BCH解碼器的IBM算法的優化方法與流程

2023-07-03 08:01:01 1

本發明涉及一種基於bch解碼器的ibm算法的優化方法，屬於高速存儲的技術領域。

背景技術：

對於一個1kbyte數據可糾t個錯誤的二元bch碼，求得σ(x)的過程就是由第一步得到的2t個伴隨式多項式s1,s2,…,s2t來確定錯誤位置多項式σ(x)＝1+σ1x+σ2x2+σ3x3+…+σtxt的係數σ1,σ2,σ3,…σt，得到這個多項式後，就可以通過錢搜索來確定錯誤發生的位置並進行糾正。求解錯誤位置多項式一般採用無求逆的ibm((inversionlessbm))算法結構，ibm算法的電路實現方案如圖1所示，其中表示有限域乘法器，表示有限域加法器。ecc算法中，ibm模塊是解碼器中佔用fpga晶片中lut資源最多的模塊。

技術實現要素：

針對現有技術存在的技術問題，本發明提出一種基於bch解碼器的ibm算法的優化方法。

本發明的技術方案如下：

一種基於bch解碼器的ibm算法的優化方法，在ibm算法中通過乘法器縱向復用和乘法器橫向復用以減少lut的使用率。本發明利用流水線思想，通過犧牲運算速度能夠增加更多的數據通道，進一步提高數據的讀寫速率。

根據本發明優選的，所述的乘法器縱向復用時，所述乘法器數量為t+1。

根據本發明優選的，所述的乘法器橫向復用時，所述乘法器數量為3個。

根據本發明優選的，在ibm算法中，當伴隨式(s1,s2,…,s2t)每次移動進入ibm模塊迭代生成σ1,σ2,σ3,…σt時，計算m1,m2,m3中所有的乘法器和加法器；

乘法器縱向復用：將所述m1,m2,m3中的乘法器在不同時鐘周期進行復用，共需要t+1個乘法器；

所述乘法器橫向復用：所述ibm算法中包括3個乘法器，所述m1中的t+1個乘法器共用一個，所述m2中的t+1個乘法器共用一個，所述m3中t個乘法器共用一個，稱為橫向復用。

本發明的優勢在於：

本發明涉及實現高速存儲和通信領域的糾錯編碼ecc算法，根據圖1，ibm算法中具有3t+2個乘法器，一個乘法器大約佔用100個lut，減少ibm中乘法器的使用，便可以有效的降低lut的使用，增加了ecc的性能。本發明提出了兩種基於已有二元bch碼錯誤位置多項式的ibm算法的優化方案，減小了利用資源，提高了ecc的運算性能。

附圖說明

圖1是ibm算法的電路原理圖；

圖2是本發明所述優化方法與現有技術分別所用資源對比表。

具體實施方式

下面結合實施例和說明書附圖對本發明做詳細的說明，但不限於此。

如圖1、2所示。

實施例1、

一種基於bch解碼器的ibm算法的優化方法，在ibm算法中通過乘法器縱向復用和乘法器橫向復用以減少lut的使用率。

實施例2、

如實施例1所述的一種基於bch解碼器的ibm算法的優化方法，其區別在於，所述的乘法器縱向復用時，所述乘法器數量為t+1。所述的乘法器橫向復用時，所述乘法器數量為3個。

實施例3、

如實施例2所述的一種基於bch解碼器的ibm算法的優化方法，其區別在於，在ibm算法中，當伴隨式(s1,s2,…,s2t)每次移動進入ibm模塊迭代生成σ1,σ2,σ3,…σt時，計算m1,m2,m3中所有的乘法器和加法器；

乘法器縱向復用：將所述m1,m2,m3中的乘法器在不同時鐘周期進行復用，共需要t+1個乘法器；

所述乘法器橫向復用：所述ibm算法中包括3個乘法器，所述m1中的t+1個乘法器共用一個，所述m2中的t+1個乘法器共用一個，所述m3中t個乘法器共用一個，稱為橫向復用。

應用例、

以在gf(2m)伽羅華域下bch(8528,8192,24)為例，此時m＝14，t＝24，伴隨式(s1,s2,…,s2t)總共有48個。根據圖1中電路實現法案來設計ibm。

根據ibm算法，奇次伴隨式輸入後得到δ不為0，需要計算得到，此時需要m1乘法器，偶次伴隨式輸入時δ為0，不需要計算，此時需要m1乘法器，可以減少乘法器的利用。

方法一：第1個周期更新伴隨式序列r0,r1,…rt；第2個周期將r0,r1,…rt和σ0,σ1,…σt分別作為乘法器的兩個乘數，；第3、4個周期，分別運算有限域乘法器m1的乘法和加法；第5個周期得到乘法器m1的結果；第6個周期經過有限域加法a1得到δ；第7個周期將σ0,σ1,…σt和γ分別作為乘法器的兩個乘數；第8、9個周期，分別運算有限域乘法器m2的乘法和加法；第10個周期得到乘法器m2的結果；第11個周期將λ0,λ1,…λt和δ分別作為乘法器的兩個乘數；第12、13個周期，分別運算有限域乘法器m3的乘法和加法；第14個周期得到乘法器m3的結果；第15個周期輸入更新伴隨式序列r，γ＝δ，由於運算後δ為0，所以此處直接對δ賦值δ＝0，經過運算得到λ，σ，l，k＝k+1的值。第16到23周期重複第7到14周期的運算；第24個周期經過運算得到λ，σ，l，k＝k+1的值。這樣，ibm算法通過復用乘法器的方法，最後只需要t+1個乘法器，計算一次ibm需要24*24＝576個周期。

方法二：在方法一的基礎上進一步復用，比如第二個周期中需要將r0,r1,…rt和σ0,σ1,…σt分別作為t+1個乘法器的乘數，而方法二中需要分別將r0和σ0作為第一個乘法器的乘數，得到結果之後，再將r1和σ1作為該乘法器的乘數，依次類推，直到所有的乘法計算完畢，再相加求得δ，之後再計算m2和m3中所有的乘法運算，最後只需要3個周期。計算1次ibm需要5617個周期。

經過仿真，上述三種方案需要lut的情況如圖2所示。因此說明，經過優化，有效減少了ecc的資源佔用率，進而提高的高速存儲器的存儲性能。