FPGA上的高速并行RS(255,223)编解码器设计与实现
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更新于2024-07-22
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"基于FPGA的RS(255,223)编解码器的高速并行实现,硕士研究生刘文国在导师林水生指导下完成,专注于提高数据传输可靠性和性能。"
在信息技术飞速发展的今天,数据保护和传输的可靠性成为了不可或缺的需求。面对信道中的衰落和干扰导致的信号失真,差错控制技术显得至关重要。RS(Reed-Solomon)码作为线性分组码的一种,因其强大的纠错能力和固定编解码结构,被广泛应用于数字通信和数据存储系统中。
本文深入探讨了线性分组码,特别是RS码的基本理论,包括循环码和BCH码。RS码通过在有限域上的运算来实现,因此,文中也阐述了有限域的相关理论。针对传统RS码的串行结构,作者提出了一种创新的高速并行方案:编码器采用八倍并行扩展的线性反馈移位寄存器除法电路,而解码器则利用修正的欧几里得算法设计出一种脉动关键方程求解结构,其余模块均实现了九倍并行,这大大提升了数据吞吐量并减少了延迟。
为了验证设计的正确性,论文构建了C++仿真平台并与Verilog HDL代码进行对比。经过ModelSim工具的仿真验证,设计在ALTERA STRATIX III EP3SL150F1152C2 FPGA上进行了综合和静态时序分析,使用QUARTUS II V8.0作为综合软件。测试结果显示,该设计不仅满足基本的编解码功能,还能实现高数据吞吐量和低延迟,达到了预期的性能指标。
此研究在FPGA上实现了RS(255,223)码的高速并行编解码器,具有良好的通用性和可移植性,对于提升系统的效率和可靠性具有实际的理论及经济价值。关键词包括:RS码、编解码、并行处理、FPGA。
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