本文關(guān)鍵詞：基于ePUMA處理器的RS編解碼程序庫實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：通信技術(shù)的飛速發(fā)展對通信設(shè)備提出了越來越高的要求，為了以較低的硬件代價(jià)實(shí)現(xiàn)支持多頻段、多標(biāo)準(zhǔn)的通信設(shè)備，軟件無線電的概念應(yīng)運(yùn)而生。軟件無線電的基本思想是基于可編程的硬件平臺實(shí)現(xiàn)無線通信的各種功能，通過運(yùn)用不同的軟件來實(shí)現(xiàn)對多頻段、多標(biāo)準(zhǔn)的支持。 ePUMA是面向軟件無線電應(yīng)用開發(fā)的專用并行處理器，其指令集和體系結(jié)構(gòu)均面向無線通信應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化�；趀PUMA處理器開發(fā)通信設(shè)備，可以有效提高通信設(shè)備的性能、降低設(shè)備的功耗和成本。為了提高ePUMA處理器中運(yùn)行的軟件的并行度和執(zhí)行效率，需要將通信應(yīng)用中常用的函數(shù)或功能以函數(shù)庫的方式實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行系統(tǒng)軟件編譯的時(shí)候，只需要直接調(diào)用這些庫，從而提高系統(tǒng)軟件的性能。 Reed-Solomon糾錯碼是通信中常用的信道編解碼，其性能十分優(yōu)越，它不僅可以糾正隨機(jī)差錯，而且還能同時(shí)糾正突發(fā)錯誤，在同等條件下，其糾錯能力最強(qiáng)，并且具有嚴(yán)密的代數(shù)結(jié)構(gòu)，因此RS碼得到廣泛應(yīng)用。 然而Reed-Solomon的編解碼尤其是解碼算法中涉及到大量的代數(shù)運(yùn)算，其中主要包括伽羅華域中的加法和乘法，因此如何實(shí)現(xiàn)伽羅華域加法和乘法是提高編解碼性能的關(guān)鍵。另外如何充分利用目標(biāo)處理器的硬件資源，盡可能提高編解碼過程也是提高編解碼器性能的關(guān)鍵因素。綜合兩方面的原因，本文采用并行處理器ePUMA實(shí)現(xiàn)RS編解碼器，通過設(shè)計(jì)高并行度方案，提高編解碼效率，并將其做成程序庫的形式。 本文以通信信道編解碼中RS編解碼算法為研究對象，基于ePUMA處理器設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)中Reed-Solomon編解碼算法的程序庫。本設(shè)計(jì)主要完成了以下幾部分工作：首先充分利用ePUMA平臺的VPE處理器上八條數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化RS編解碼算法各部分，包括伴隨式求解、BM算法、chien搜索算法以及FORNEY算法，然后對ePUMA平臺提出優(yōu)化方案，，包括針對有限域的乘法，異或以及大數(shù)取模提出硬件加速方案，然后經(jīng)過估算，編碼、伴隨式求解和chien搜索等模塊占用時(shí)鐘周期僅為原來的38.7%、31.9%和14.9%，性能得到很大提升，此外FORNEY算法模塊性能也得到一定的提升。
【關(guān)鍵詞】：RS碼 ePUMA處理器 并行編程
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP332
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 研究的背景和意義11-12
• 1.2 專用處理器12-13
• 1.3 RS 碼應(yīng)用領(lǐng)域13
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 RS 編解碼基本原理15-29
• 2.1 信道編解碼15-16
• 2.2 差錯控制系統(tǒng)16-17
• 2.3 有限域17-18
• 2.4 RS 碼18-19
• 2.5 RS 編碼原理19-20
• 2.6 RS 碼譯碼原理20-26
• 2.6.1 迭代譯碼算法21-22
• 2.6.2 伴隨式計(jì)算22-23
• 2.6.3 BM 算法生成錯誤位置多項(xiàng)式23-24
• 2.6.4 Chien 搜索算法24-25
• 2.6.5 Forney 算法25-26
• 2.7 RS 迭代譯碼流程26-29
• 第3章 EPUMA 平臺29-41
• 3.1 ePUMA 整體介紹30-34
• 3.1.1 總體架構(gòu)30-31
• 3.1.2 存儲子系統(tǒng)31-33
• 3.1.3 DMA33-34
• 3.2 主處理器編程介紹34-36
• 3.2.1 主處理器函數(shù)34-35
• 3.2.2 協(xié)處理器 Scalar 函數(shù)35-36
• 3.3 VPE 編程介紹36-41
• 3.3.1 VPE 基本指令格式36
• 3.3.2 數(shù)據(jù)格式36-37
• 3.3.3 VPE 尋址方式37-41
• 第4章 編解碼方案設(shè)計(jì)41-61
• 4.1 有限域運(yùn)算41-42
• 4.2 編碼方案設(shè)計(jì)42-44
• 4.3 譯碼方案設(shè)計(jì)44-58
• 4.3.1 伴隨式計(jì)算44-47
• 4.3.2 BM 算法求解差錯定位多項(xiàng)式47-53
• 4.3.3 Chien 搜索算法53-55
• 4.3.4 錯誤值多項(xiàng)式計(jì)算55-56
• 4.3.5 錯誤值計(jì)算模塊56-58
• 4.4 運(yùn)行結(jié)果及分析58-61
• 4.4.1 編碼器運(yùn)行結(jié)果58
• 4.4.2 譯碼器運(yùn)行結(jié)果58-61
• 第5章 編解碼優(yōu)化方案設(shè)計(jì)61-67
• 5.1 有限域乘法61-63
• 5.2 八項(xiàng)異或63-64
• 5.3 大數(shù)取模64-65
• 5.4 優(yōu)化后性能分析65
• 5.5 卷積碼與加密算法65-67
• 第6章 工作總結(jié)與展望67-69
• 6.1 工作總結(jié)67
• 6.2 工作建議67-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 附錄一：GF (2~8 )加法運(yùn)算表73-74
• 附錄二：GF (2~8 )乘法運(yùn)算表74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張建文,王宏遠(yuǎn);Reed-Solomon碼的原理和軟硬件實(shí)現(xiàn)[J];電視技術(shù);2001年07期

2 譚丹;聶雅琴;蔣燕妮;;高速并行Reed-Solomon編解碼器[J];國外電子元器件;2008年12期

3 劉國華;劉釗;;RS譯碼在C64系列DSP的實(shí)現(xiàn)[J];實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù);2005年04期

  本文關(guān)鍵詞：基于ePUMA處理器的RS編解碼程序庫實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：334361