초록
본 논문에서는 Multi-band OFDM(MB-OFDM) 시스템에 적합한 고속 연판정 비터비 디코더의 효율적인 하드웨어 구조에 대해서 제시한다. MB-OFDM 시스템은 최대 480Mbps의 데이터 속도를 처리해야 하고 시스템 클럭으로 528MHz가 제공되기 때문에, 설계의 신뢰도를 향상시키기 위해 병렬처리 구조를 사용한다. 따라서, 비터비 디코더도 여러 개의 데이터를 동시에 처리하는 병렬처리 구조를 지원해야 하며, 또한 고속의 데이터를 처리하기 위한 하드웨어 구조를 사용해야 한다. 본 논문에서는 4-way 병렬처리에 적합하면서도 동시에 하드웨어 부담을 최소화할 수 있는 비터비 디코더의 하드웨어 구조를 제시한다. 이를 위해, 비터비 디코더의 핵심 기능블록이라 할 수 있는 ACS의 다양한 구조를 비교 및 분석하고 하드웨어와 동작속도 측면에서 가장 적합한 구조를 찾아내도록 한다. 최적의 하드웨어 구조로 설계된 비터비 디코더는 Verilog HDL로 설계 및 검증되었으며, 하드웨어 복잡도 및 동작속도 측정을 위해 TSMC 0.13um 공정으로 합성되었다. 합성결과, 제시된 구조는 약 280K 게이트로 구성되었으며 MB-OFDM 시스템이 요구하는 동작 주파수내에서 동작함을 확인하였다.
In this paper, we present a cost-effective architecture of high-speed soft-decision Viterbi decoder for Multi-band OFDM(MB-OFDM) systems. In the design of modem for MB-OFDM systems, a parallel processing architecture is general]y used for the reliable hardware implementation, because the systems should support a very high-speed data rate of at most 480Mbps. A Viterbi decoder also should be designed by using a parallel processing structure and support a very high-speed data rate. Therefore, we present a optimized hardware architecture for 4-way parallel processing Viterbi decoder in this paper. In order to optimize the hardware of Viterbi decoder, we compare and analyze various ACS architectures and find the optimal one among them with respect to hardware complexity and operating frequency The Viterbi decoder with a optimal hardware architecture is designed and verified by using Verilog HDL, and synthesized into gate-level circuits with TSMC 0.13um library. In the synthesis results, we find that the Viterbi decoder contains about 280K gates and works properly at the speed required in MB-OFDM systems.