基于FPGA的RS編譯碼研究與設(shè)計
發(fā)布時間:2022-02-08 16:03
Reed-Solomon碼作為一種極具代表性的糾錯碼,憑借自身優(yōu)異的性能,在這個信息時代一直閃爍著耀眼的光芒,廣泛應(yīng)用于信息傳輸與存儲的相關(guān)領(lǐng)域。本文通過對RS編譯碼的理論研究,結(jié)合FPGA和電路設(shè)計基礎(chǔ),完成了RS碼的編譯碼電路設(shè)計與實現(xiàn),根據(jù)實際中的應(yīng)用模型來搭建通用的RS編譯碼系統(tǒng),并且完成板級測試。在RS編碼電路設(shè)計中,通過有限域乘法運(yùn)算的研究,設(shè)計了基于乘法器因子矩陣的乘法器,并將這一研究成果用于RS編譯碼的硬件實現(xiàn)中。對于RS譯碼電路的設(shè)計,通過對譯碼算法的研究和理解,設(shè)計了伴隨子求取電路、歐幾里得算法核心電路、錯誤位置和錯誤估值求取電路,而且通過對歐幾里得算法、多項式除法和乘法電路的研究,設(shè)計適合FPGA實現(xiàn)的歐幾里得算法實現(xiàn)電路,有效節(jié)約FPGA資源。根據(jù)RS編譯碼的理論研究和電路設(shè)計,本文以RS(255,223)編譯碼的設(shè)計和FPGA實現(xiàn)為例,搭建RS編譯碼系統(tǒng),驗證本文的研究成果和電路設(shè)計的有效性和實用性。測試結(jié)果表明本文設(shè)計的RS編碼系統(tǒng)可以有效完成數(shù)據(jù)的編碼操作,且編碼結(jié)果經(jīng)Matlab對比驗證后數(shù)據(jù)一致;對于RS譯碼系統(tǒng),通過測試驗證,可以有效譯碼,找到錯誤數(shù)...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
RS碼的應(yīng)用領(lǐng)域Figure1-4theapplicationareasofRScodes
中北大學(xué)學(xué)位論文28=[6+5+4+05+4+34+3+27+3+2+15+4+2+16+5+3+17+6+27+6+5+17+6+5+16+5+4+05+4+34+3+26+5+3+27+6+4+27+37+6+27+6+27+6+5+16+5+4+05+4+37+6+4+37+5+347+37+37+6+27+6+5+16+5+4+07+4+36+45447+37+6+27+6+5+16+5+07+565547+37+6+27+6+16+0766547+37+27+10776543210]其中,矩陣C稱為乘法器因子矩陣,在乘法器因子矩陣C中,當(dāng)元素J保持不變,即系數(shù)J7、J6、J5、J4、J3、J2、J1、J0保持恒定,乘法器因子矩陣C也保持不變,矩陣中的因子均是定值。例如,取J=α18=00101101,其對應(yīng)的乘法器因子矩陣CJ可表示為=[0000001110001111110010011110101001110101101101000101101000101101]根據(jù)元素J的乘法器因子矩陣GJ采用Verilog語言進(jìn)行設(shè)計輸入得到乘法器的RTL原理圖及FPGA資源消耗如圖3-6所示。圖3-6乘法器(α18)的RTL原理圖和資源使用Figure3-6theRTLschematicandresourceusageofmultiplier(α18)
中北大學(xué)學(xué)位論文40開始初始化work?ec_en=1Yec_en?YNec_cnt223?Yec_cnt>0?c=R31c=mc=235en_cnt=en_cnt+1結(jié)束NYNNec_cnt==255?ec_en=0YN圖4-2RS(255,223)編碼電路實現(xiàn)流程Figure4-2theimplementationprocessofRS(255,223)encodingcircuit根據(jù)圖4-2所示的流程圖結(jié)合系統(tǒng)碼的編碼電路設(shè)計進(jìn)行設(shè)計輸入,得到綜合后的RS編碼模塊RTL原理圖如下,圖4-3RS編碼模塊的RTL原理圖Figure4-3theRTLschematicoftheRSencodingmodule其中,control為控制部分,對數(shù)據(jù)輸入輸出及寄存器的移位等進(jìn)行控制;mux為運(yùn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于FPGA的數(shù)字程控中頻放大電路設(shè)計[J]. 楊坤,王志斌. 國外電子測量技術(shù). 2020(02)
[2]RS編碼算法的優(yōu)化與FPGA實現(xiàn)[J]. 李錦明,劉夢欣,成乃朋. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2020(02)
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[4]基于FPGA的可見光通信電路的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 陶小鳳,徐建,邱達(dá). 信息技術(shù)與信息化. 2019(12)
[5]基于FPGA藍(lán)牙通信技術(shù)的智能電子鎖系統(tǒng)研究[J]. 文亞輝. 信息與電腦(理論版). 2019(24)
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[7]新型混合信道模型下的Reed-Solomon碼融合硬判決譯碼算法研究[J]. 胡巖,張為,王令宇. 南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(05)
[8]Iterative list decoding approach for Reed-Solomon codes[J]. Zhang Zhijun,Niu Kai,Dong Chao. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2019(03)
[9]一種基于FPGA的RS解碼方法的實現(xiàn)[J]. 楊良勇,邴志光. 電子測試. 2017(15)
[10]可見光通信中RS編譯碼FPGA硬件算法及具體實現(xiàn)[J]. 胡鵬飛,沈力,宋茂江,楊霏,韓鋒. 貴州科學(xué). 2017(02)
碩士論文
[1]基于FPGA的RS+CC編譯碼器設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王經(jīng)坤.西南科技大學(xué) 2019
[2]基于Reed-Solomon編碼的束流服務(wù)協(xié)議(BSS)高效傳輸[D]. 屈乾.南京大學(xué) 2018
[3]云存儲中基于非均勻保護(hù)策略的糾刪碼技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 鄧俊杰.湖南大學(xué) 2017
[4]碼參數(shù)可配置的BCH碼和RS碼通用譯碼算法研究及其軟件實現(xiàn)[D]. 徐丹.電子科技大學(xué) 2017
[5]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下基于糾刪碼技術(shù)的數(shù)據(jù)完整性保護(hù)方法研究[D]. 金日浩.吉林大學(xué) 2017
[6]基于視覺假體高階調(diào)制解調(diào)的RS糾錯碼研究[D]. 卜婧婧.西安理工大學(xué) 2016
[7]應(yīng)用于存儲器加固的ECC算法研究與實現(xiàn)[D]. 李福杰.山東大學(xué) 2015
[8]RS譯碼算法的研究和FPGA設(shè)計[D]. 朱悅豐.東南大學(xué) 2015
[9]DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中多模級聯(lián)糾錯碼研究及其高速FPGA實現(xiàn)[D]. 袁云云.西安電子科技大學(xué) 2014
[10]Reed-Solomon碼低功耗編碼器和基于FFT的頻域譯碼算法的研究[D]. 王菁.天津大學(xué) 2014
本文編號:3615351
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
RS碼的應(yīng)用領(lǐng)域Figure1-4theapplicationareasofRScodes
中北大學(xué)學(xué)位論文28=[6+5+4+05+4+34+3+27+3+2+15+4+2+16+5+3+17+6+27+6+5+17+6+5+16+5+4+05+4+34+3+26+5+3+27+6+4+27+37+6+27+6+27+6+5+16+5+4+05+4+37+6+4+37+5+347+37+37+6+27+6+5+16+5+4+07+4+36+45447+37+6+27+6+5+16+5+07+565547+37+6+27+6+16+0766547+37+27+10776543210]其中,矩陣C稱為乘法器因子矩陣,在乘法器因子矩陣C中,當(dāng)元素J保持不變,即系數(shù)J7、J6、J5、J4、J3、J2、J1、J0保持恒定,乘法器因子矩陣C也保持不變,矩陣中的因子均是定值。例如,取J=α18=00101101,其對應(yīng)的乘法器因子矩陣CJ可表示為=[0000001110001111110010011110101001110101101101000101101000101101]根據(jù)元素J的乘法器因子矩陣GJ采用Verilog語言進(jìn)行設(shè)計輸入得到乘法器的RTL原理圖及FPGA資源消耗如圖3-6所示。圖3-6乘法器(α18)的RTL原理圖和資源使用Figure3-6theRTLschematicandresourceusageofmultiplier(α18)
中北大學(xué)學(xué)位論文40開始初始化work?ec_en=1Yec_en?YNec_cnt223?Yec_cnt>0?c=R31c=mc=235en_cnt=en_cnt+1結(jié)束NYNNec_cnt==255?ec_en=0YN圖4-2RS(255,223)編碼電路實現(xiàn)流程Figure4-2theimplementationprocessofRS(255,223)encodingcircuit根據(jù)圖4-2所示的流程圖結(jié)合系統(tǒng)碼的編碼電路設(shè)計進(jìn)行設(shè)計輸入,得到綜合后的RS編碼模塊RTL原理圖如下,圖4-3RS編碼模塊的RTL原理圖Figure4-3theRTLschematicoftheRSencodingmodule其中,control為控制部分,對數(shù)據(jù)輸入輸出及寄存器的移位等進(jìn)行控制;mux為運(yùn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[7]新型混合信道模型下的Reed-Solomon碼融合硬判決譯碼算法研究[J]. 胡巖,張為,王令宇. 南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(05)
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[9]一種基于FPGA的RS解碼方法的實現(xiàn)[J]. 楊良勇,邴志光. 電子測試. 2017(15)
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碩士論文
[1]基于FPGA的RS+CC編譯碼器設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王經(jīng)坤.西南科技大學(xué) 2019
[2]基于Reed-Solomon編碼的束流服務(wù)協(xié)議(BSS)高效傳輸[D]. 屈乾.南京大學(xué) 2018
[3]云存儲中基于非均勻保護(hù)策略的糾刪碼技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 鄧俊杰.湖南大學(xué) 2017
[4]碼參數(shù)可配置的BCH碼和RS碼通用譯碼算法研究及其軟件實現(xiàn)[D]. 徐丹.電子科技大學(xué) 2017
[5]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下基于糾刪碼技術(shù)的數(shù)據(jù)完整性保護(hù)方法研究[D]. 金日浩.吉林大學(xué) 2017
[6]基于視覺假體高階調(diào)制解調(diào)的RS糾錯碼研究[D]. 卜婧婧.西安理工大學(xué) 2016
[7]應(yīng)用于存儲器加固的ECC算法研究與實現(xiàn)[D]. 李福杰.山東大學(xué) 2015
[8]RS譯碼算法的研究和FPGA設(shè)計[D]. 朱悅豐.東南大學(xué) 2015
[9]DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中多模級聯(lián)糾錯碼研究及其高速FPGA實現(xiàn)[D]. 袁云云.西安電子科技大學(xué) 2014
[10]Reed-Solomon碼低功耗編碼器和基于FFT的頻域譯碼算法的研究[D]. 王菁.天津大學(xué) 2014
本文編號:3615351
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