DVB系统的RS编解码的设计及ASIC实现

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1、摘要摘要随着计算机通信技术的迅速发展，纠错码和差错控制技术在现代信息传输存储系统中扮演着越来越重要的角色。利用纠错码可以降低数字通信系统以及数据存储系统的误码率，改善通信质量。里德一索罗门码(Reed．SolomonCode，RSCode)是功能最强大、应用最广泛的纠错码之一，因其具有很强的纠正突发和随机错误的能力，被广泛应用于数字通信、移动通信、数据存储以及数字视频广播(DigitalVideoBroadcasting，DVB)系统中。本论文综合分析了国内外近年来关于RS编解码的相关技术，并在此基础上进行了深入研

2、究。首先介绍了有限域的基本代数理论和RS码原理，然后详细分析了改进后的Berlekamp-Massey(BM)迭代算法。利用改进后的串行无逆BM算法，不仅避免了较困难的求逆运算，而且只需要3个有限域乘法器就能实现，大大降低了硬件实现的复杂度。其次，利用钱氏(Chien)搜索法和Fomey算法实现查错和纠错并在硬件上实现；利用XILINX公司的Virtex5器件进行了验证和FPGA综合。最后介绍了基于IP核的RS码的专用集成电路(ASIC)实现。本工作的主要贡献在于提出了RS编解码的一种具体算法，利用优化改进的串行无

3、逆BM算法来实现关键方程的求解；RS解码过程采用优化了的流水线结构，这些技术显著提高了RS码的效率，节省了RS码所占用的资源。由于RS码中最复杂、最核心的部分是RS解码器的设计，所以论文重点描述RS解码器的设计，并给出了基于IP核的ASIC实现；提出了一种可应用于DVB系统的RS码的设计，并结合实际的项目经验介绍了面向综合和测试的ASIC设计技巧。关键词：数字视频广播，RS编解码，BM迭代算法，专用集成电路，验证和综合AbstractWiththerapidprogressofcomputercommunicati

4、ontechnology,theerrorcorrectingcodes(ECCs)andtheerrorcontroltechnologybeigntoplaymoreandmoreimportantrolesinmodeminformationtransportationandstoragesystems．Theusageoferrorcorrectingcodescanlowerthebit-errorrate(BER)indigitalcommunicationsystemsanddatastoragesy

5、stems，andhenceimprovesthecommunicationquality．Reed-Solomon(RS)codesareoneofthemostpowerfulandwidelyusedECCs，showingtheverystrongcapabilityofcorrectingtheburstorrandomerrors．Asaresult，RScodeshavebeenwidelyappliedindigitalandmobilecommunicationsystems，datastorag

6、eanddigitalvideobroadcast(DVB)systems．Thisthesisgivesanin-depthstudyonRSencodinganddecodingtechnologybasedonacomprehensiveanalysisofrecentdomesticandinternationalresearchprogressinthisarea．Firstly,thebasicalgebratheoryofGaloisField(GF)andtheprinciplesofRScodes

7、arepresented．TheimprovedBerlekamp-Massey(BM)iterativealgorithmisthenanalyzedindetail．ThemodifiedserialinversionlessBM(iBM)iterativealgorithmCannotonlyavoidthedifficultinversionoperations,butalsolowerthecomplexityofhardwareimplementationsgreatlybyusingonlythree

8、GFmultipliers．Secondly,theChien-searchmethodandtheForneyalgorithmarediscussedandadoptedtoperformtheerror-detectionanderror-correction，aswellasthediscussionsoftheirhardwareimplement