一种基于里德所罗门码的加强型编码方法、解码方法及解码器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于里德所罗门码的加强型编码方法，生成了一个里德所罗门码，也同时是几个BCH码的组合，编码复杂度不高，并让编码后的数据具有高度的纠错编码能力。本发明还提供了多层次的解码方式：如果传输过程中数据并未失真，则可通过BCH码的解码方式去分立解码，充分利用了BCH解码简单快速的特性，低耗能，平均解码时间短；如果传输过程中数据混入了大量噪声，还可以将编码作为里德所罗门码去纠正大量错码。本发明还可通过软判决数据对数据可靠性进行预判，从而能够灵活性地选择最优的解码方法，既可以简单快速解码，又能够在大量错码发生的情况下准确的恢复原始数据，在保证高效率解码的同时降低系统能耗和解码时延。
【专利说明】一种基于里德所罗门码的加强型编码方法、解码方法及解
码器
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于编码译码【技术领域】，尤其是涉及一种里德所罗门码的编码方法以及基于该编码方法的多种解码方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]在通信系统中特别是数据存储系统，原始数据都要经过纠错编码器加入纠错编码冗余校验信息，然后才由发送信道发送到空中(比如无线传输设备)，或者是通过光缆/有线传输(比如光纤通信设备，有线电视设备)，或者是存储在存储介质里面(如数据存储设备:传统机械硬盘，固态存储硬盘)。在接受方，为了正确有效的恢复原始数据，接受装置会将空中信息(无线通信)/存储介质信息(存储应用)还原为数字信息，然后通过解码器解出原始数据。
[0005]在传统的编解码中，里德所罗门码(Reed-Solomon Code)和低密度码(lowdensity parity check code)等纠错编码(Error correction codes: ECC)广泛的应用于传统的硬盘存储，而BCH码广泛的应用于固态硬盘中作为纠错编码。BCH码是信道纠错码中应用比较普遍的一类线性分组码，可纠正多个随机错误的循环码，纠错能力较强且代数结构严格。现代信息存储系统中，特别是固态硬盘存储系统，BCH编解码技术被广泛应用。需要存储的原数据经过BCH编码以后，产生有纠错能力的带信息冗余的数据，然后存储在固态硬盘系统中的闪存芯片中。当需要读取存储的数据时，系统从闪存芯片里读出编码后的数据。由于信道(闪存芯片)有噪声，读出来的数据会有错误。这个时候系统就必须启动BCH码解码算法去恢复原始数据。如果解码失败，数据就丢失了。BCH解码比较简单，解码延时短，但是它的纠错功能并不是很强大。当今的数据存储中，特别是固态硬盘的存储中，对大量错码的纠错能力要求很高，同时还要注重解码器的复杂度。里德所罗门码解码相对复杂，但纠错功能较BCH码强大。如果能既利用BCH码简单快速的性能，又保证高概率的解码则会大大提升数据传输和存储过程中的编译码性能和效率。
[0006]
【发明内容】
[0007]为解决上述问题，本发明公开了一种基于里德所罗门码的加强型编码方法，在编码复杂度不高的基础上，让编码后的数据具有高度的纠错编码能力；同时还提供了简单有效地编码方式，降低了系统功耗和数据恢复的时延。
[0008]为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种基于里德所罗门码的加强型编码方法，包括如下步骤:步骤一，确定码字总长，再决定里德所罗门码基于的伽罗华域大小；
步骤二，决定BCH码的类型；
步骤三，决定BCH码纠错能力和里德所罗门码的纠错能力
【权利要求】
1.一种基于里德所罗门码的加强型编码方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，确定码字总长，再决定里德所罗门码基于的伽罗华域大小； 步骤二，决定BCH码的类型； 步骤三，决定BCH码纠错能力ti,和里德所罗门码的纠错能力fe,且tG≥tL, 通过下述公式生成加强码:
2.根据权利要求1所述的基于里德所罗门码的加强型编码方法，其特征在于:所述加强码根据BCH码组合，每个BCH码分别存储在固态硬盘中不同的闪存芯片里。
3.根据权利要求1或2所述的基于里德所罗门码的加强型编码方法，其特征在于:所述步骤二中BCH码的类型为二进制。
4.一种加强型解码算法，用于解译经过权利要求1~3中任意一项所述的基于里德所罗门码的加强型编码方法编码生成的数据，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，接收或读取数据，这些数据可能混有信道或闪存芯片中的噪声； 步骤二，通过检测器产生硬判决数据和软判决数据； 步骤三，根据硬判决数据对每组BCH码进行解码，如果每组解码都成功，输出结果，数据恢复成功； 步骤四，如果有任意一组或多组BCH解码不成功，则把M组BCH重新组合成一个里德所罗门码，使用里德所罗门解码算法解码； 步骤五，如果成功解码，输出结果，数据恢复，如果不能成功，解码器告诉外设解码失败。
5.根据权利要求4所述的加强型解码算法，其特征在于，在步骤三前还包括如下步骤: 步骤Α，根据检测器的软判决数据，预估读取数据的错误率并进行判断，当错误率较高，直接组合M组BCH码成为一个里德所罗门码，启动里德所罗门解码器，当错误率较低时，则启动BCH码解码器。
6.根据权利要求5所述的加强型解码算法，其特征在于，在步骤A中，首先进行如下判断: 步骤a，当错误率过高时，进入重试模式读取多次码字，进行码字噪声平均，并将读取的码字进行平均计算或加权平均计算，然后重新估读数据错误率。
7.根据权利要求4~5中任意一项所述的加强型解码算法，其特征在于:所述步骤三对BCH码解码时采用并行方式。
8.一种加强型编码器，能够实现权利要求4~5中任意一项所述的加强型解码算法，其特征在于:包括比较器，计数器和解码器，其中比较器与检测器相连，计数器与比较器相连，解码器与比较器相连；所述比较器用于将软判决数据与第三阈值A相比较；计数器用于累计软判决数据大于第三阈值的次数；解码器中包括BCH解码算法和里德所罗门解码算法，当计数器计得的次数大于第四阈值时，则启用里德所罗门码算法进行解码；当计数器计得的次数小于第四阈值时，则启用难度较低的BCH解码器；当有任意一组或多组BCH解码不成功时，启用里德所罗门解码器解码。
9.根据权利要求8所述的加强型编码器，其特征在于:还包括与计数器相连的重读数据模块，当计数器计得的次数大于第二阈值时，所述重读数据模块发出重读指令给检测器令其重新读取数据，并对读取 的码字进行加权平均或简单平均。
【文档编号】H03M13/15GK103916139SQ201410162127
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】夏海涛, 王汉, 戴军 申请人:淮安固泰存储科技有限公司