FPGA实现并行BCH编译码器及SoPC验证技术

"该文主要讨论了一种针对NAND Flash应用的并行化BCH编译码器的FPGA设计及SoPC验证方法。通过使用硬件描述语言，实现了BCH编译码算法的硬件实现，利用LFSR电路、计算伴随式、求解关键方程和Chien搜索算法，提高了编译码器的速度。同时，构建了一个基于SoPC技术的嵌入式验证平台，使用Nios II处理器进行控制，实现了高效且灵活的测试环境。" 在NAND Flash存储设备中，由于其特殊的存储结构和多层单元（MLC）工艺，数据错误的出现可能性增加。传统的错误校验机制，如汉明码，对于多比特错误的校正能力有限。因此，BCH（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）码作为一种更强大的纠错码，被广泛应用以纠正多个比特错误。BCH码通过计算伴随式和求解关键方程来找到错误位置，Chien搜索算法则用于找到错误多项式的根，从而定位和纠正错误。 本设计采用并行化策略优化BCH编译码器，显著提升了编码和解码的速度。相比于传统的串行实现，这种并行化设计减少了处理时间，尤其在处理大量数据时，效率提升尤为明显。设计的16bit BCH编译码器满足了当前NAND Flash应用对更高纠错能力的需求。 在验证阶段，文章构建了一个基于System on a Programmable Chip (SoPC)技术的嵌入式平台，利用Nios II嵌入式处理器进行控制。该平台支持AVALON总线协议，能够与内存控制器和BCH IP外设进行通信，提供了一种灵活的测试环境。测试向量覆盖率高，可以对各种类型的错误情况进行模拟，以验证BCH编译码器的正确性和鲁棒性。 设计中使用了Altera的Cyclone II EP2C35系列FPGA，并借助Quartus 8.0开发工具进行实现。最终，编解码器的最大时钟频率达到了101.84MHz，这确保了高速的数据处理能力。通过SoPC验证平台的大量测试，证明了该并行化BCH编译码器设计的有效性和可靠性。 该文提供的并行化BCH编译码器FPGA设计和SoPC验证方法，不仅提升了NAND Flash数据存储的错误校验性能，还为嵌入式系统的高效验证提供了新的解决方案。这种方法在提高系统速度的同时，也保证了数据的准确性，对于现代高速数据存储系统具有重要的实践意义。