基于FPGA的RS编译码研究与设计
发布时间：2022-02-08 16:03
Reed-Solomon码作为一种极具代表性的纠错码,凭借自身优异的性能,在这个信息时代一直闪烁着耀眼的光芒,广泛应用于信息传输与存储的相关领域。本文通过对RS编译码的理论研究,结合FPGA和电路设计基础,完成了RS码的编译码电路设计与实现,根据实际中的应用模型来搭建通用的RS编译码系统,并且完成板级测试。在RS编码电路设计中,通过有限域乘法运算的研究,设计了基于乘法器因子矩阵的乘法器,并将这一研究成果用于RS编译码的硬件实现中。对于RS译码电路的设计,通过对译码算法的研究和理解,设计了伴随子求取电路、欧几里得算法核心电路、错误位置和错误估值求取电路,而且通过对欧几里得算法、多项式除法和乘法电路的研究,设计适合FPGA实现的欧几里得算法实现电路,有效节约FPGA资源。根据RS编译码的理论研究和电路设计,本文以RS（255,223）编译码的设计和FPGA实现为例,搭建RS编译码系统,验证本文的研究成果和电路设计的有效性和实用性。测试结果表明本文设计的RS编码系统可以有效完成数据的编码操作,且编码结果经Matlab对比验证后数据一致;对于RS译码系统,通过测试验证,可以有效译码,找到错误数...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RS码的应用领域Figure1-4theapplicationareasofRScodes
中北大学学位论文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，矩阵C称为乘法器因子矩阵，在乘法器因子矩阵C中，当元素J保持不变，即系数J7、J6、J5、J4、J3、J2、J1、J0保持恒定，乘法器因子矩阵C也保持不变，矩阵中的因子均是定值。例如，取J=α18=00101101，其对应的乘法器因子矩阵CJ可表示为=[0000001110001111110010011110101001110101101101000101101000101101]根据元素J的乘法器因子矩阵GJ采用Verilog语言进行设计输入得到乘法器的RTL原理图及FPGA资源消耗如图3-6所示。图3-6乘法器（α18）的RTL原理图和资源使用Figure3-6theRTLschematicandresourceusageofmultiplier（α18）
中北大学学位论文40开始初始化work?ec_en=1Yec_en?YNec_cnt223?Yec_cnt＞0?c=R31c=mc=235en_cnt=en_cnt+1结束NYNNec_cnt==255?ec_en=0YN图4-2RS（255,223）编码电路实现流程Figure4-2theimplementationprocessofRS(255,223)encodingcircuit根据图4-2所示的流程图结合系统码的编码电路设计进行设计输入，得到综合后的RS编码模块RTL原理图如下，图4-3RS编码模块的RTL原理图Figure4-3theRTLschematicoftheRSencodingmodule其中，control为控制部分，对数据输入输出及寄存器的移位等进行控制；mux为运
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的数字程控中频放大电路设计[J]. 杨坤,王志斌. 国外电子测量技术. 2020(02)
[2]RS编码算法的优化与FPGA实现[J]. 李锦明,刘梦欣,成乃朋. 电子技术应用. 2020(02)
[3]基于FPGA+MPC8260内核的微纳卫星地面站通信机设计[J]. 陈巡,张翔,韩戴如,李洲. 电子设计工程. 2020(01)
[4]基于FPGA的可见光通信电路的设计与实现[J]. 陶小凤,徐建,邱达. 信息技术与信息化. 2019(12)
[5]基于FPGA蓝牙通信技术的智能电子锁系统研究[J]. 文亚辉. 信息与电脑(理论版). 2019(24)
[6]可见光通信系统设计与实现——基于FPGA全数字控制[J]. 赵龙,汪弈舟,黄明. 工业技术创新. 2019(06)
[7]新型混合信道模型下的Reed-Solomon码融合硬判决译码算法研究[J]. 胡岩,张为,王令宇. 南开大学学报(自然科学版). 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]一种基于FPGA的RS解码方法的实现[J]. 杨良勇,邴志光. 电子测试. 2017(15)
[10]可见光通信中RS编译码FPGA硬件算法及具体实现[J]. 胡鹏飞,沈力,宋茂江,杨霏,韩锋. 贵州科学. 2017(02)
硕士论文
[1]基于FPGA的RS+CC编译码器设计与实现[D]. 王经坤.西南科技大学 2019
[2]基于Reed-Solomon编码的束流服务协议（BSS）高效传输[D]. 屈乾.南京大学 2018
[3]云存储中基于非均匀保护策略的纠删码技术研究与实现[D]. 邓俊杰.湖南大学 2017
[4]码参数可配置的BCH码和RS码通用译码算法研究及其软件实现[D]. 徐丹.电子科技大学 2017
[5]物联网环境下基于纠删码技术的数据完整性保护方法研究[D]. 金日浩.吉林大学 2017
[6]基于视觉假体高阶调制解调的RS纠错码研究[D]. 卜婧婧.西安理工大学 2016
[7]应用于存储器加固的ECC算法研究与实现[D]. 李福杰.山东大学 2015
[8]RS译码算法的研究和FPGA设计[D]. 朱悦丰.东南大学 2015
[9]DVB-S2标准中多模级联纠错码研究及其高速FPGA实现[D]. 袁云云.西安电子科技大学 2014
[10]Reed-Solomon码低功耗编码器和基于FFT的频域译码算法的研究[D]. 王菁.天津大学 2014
本文编号：3615351
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RS码的应用领域Figure1-4theapplicationareasofRScodes
中北大学学位论文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，矩阵C称为乘法器因子矩阵，在乘法器因子矩阵C中，当元素J保持不变，即系数J7、J6、J5、J4、J3、J2、J1、J0保持恒定，乘法器因子矩阵C也保持不变，矩阵中的因子均是定值。例如，取J=α18=00101101，其对应的乘法器因子矩阵CJ可表示为=[0000001110001111110010011110101001110101101101000101101000101101]根据元素J的乘法器因子矩阵GJ采用Verilog语言进行设计输入得到乘法器的RTL原理图及FPGA资源消耗如图3-6所示。图3-6乘法器（α18）的RTL原理图和资源使用Figure3-6theRTLschematicandresourceusageofmultiplier（α18）
中北大学学位论文40开始初始化work?ec_en=1Yec_en?YNec_cnt223?Yec_cnt＞0?c=R31c=mc=235en_cnt=en_cnt+1结束NYNNec_cnt==255?ec_en=0YN图4-2RS（255,223）编码电路实现流程Figure4-2theimplementationprocessofRS(255,223)encodingcircuit根据图4-2所示的流程图结合系统码的编码电路设计进行设计输入，得到综合后的RS编码模块RTL原理图如下，图4-3RS编码模块的RTL原理图Figure4-3theRTLschematicoftheRSencodingmodule其中，control为控制部分，对数据输入输出及寄存器的移位等进行控制；mux为运
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的数字程控中频放大电路设计[J]. 杨坤,王志斌. 国外电子测量技术. 2020(02)
[2]RS编码算法的优化与FPGA实现[J]. 李锦明,刘梦欣,成乃朋. 电子技术应用. 2020(02)
[3]基于FPGA+MPC8260内核的微纳卫星地面站通信机设计[J]. 陈巡,张翔,韩戴如,李洲. 电子设计工程. 2020(01)
[4]基于FPGA的可见光通信电路的设计与实现[J]. 陶小凤,徐建,邱达. 信息技术与信息化. 2019(12)
[5]基于FPGA蓝牙通信技术的智能电子锁系统研究[J]. 文亚辉. 信息与电脑(理论版). 2019(24)
[6]可见光通信系统设计与实现——基于FPGA全数字控制[J]. 赵龙,汪弈舟,黄明. 工业技术创新. 2019(06)
[7]新型混合信道模型下的Reed-Solomon码融合硬判决译码算法研究[J]. 胡岩,张为,王令宇. 南开大学学报(自然科学版). 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]一种基于FPGA的RS解码方法的实现[J]. 杨良勇,邴志光. 电子测试. 2017(15)
[10]可见光通信中RS编译码FPGA硬件算法及具体实现[J]. 胡鹏飞,沈力,宋茂江,杨霏,韩锋. 贵州科学. 2017(02)
硕士论文
[1]基于FPGA的RS+CC编译码器设计与实现[D]. 王经坤.西南科技大学 2019
[2]基于Reed-Solomon编码的束流服务协议（BSS）高效传输[D]. 屈乾.南京大学 2018
[3]云存储中基于非均匀保护策略的纠删码技术研究与实现[D]. 邓俊杰.湖南大学 2017
[4]码参数可配置的BCH码和RS码通用译码算法研究及其软件实现[D]. 徐丹.电子科技大学 2017
[5]物联网环境下基于纠删码技术的数据完整性保护方法研究[D]. 金日浩.吉林大学 2017
[6]基于视觉假体高阶调制解调的RS纠错码研究[D]. 卜婧婧.西安理工大学 2016
[7]应用于存储器加固的ECC算法研究与实现[D]. 李福杰.山东大学 2015
[8]RS译码算法的研究和FPGA设计[D]. 朱悦丰.东南大学 2015
[9]DVB-S2标准中多模级联纠错码研究及其高速FPGA实现[D]. 袁云云.西安电子科技大学 2014
[10]Reed-Solomon码低功耗编码器和基于FFT的频域译码算法的研究[D]. 王菁.天津大学 2014
本文编号：3615351
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