A Versatile Reed-Solomon Decoder for Continuous Decoding of Variable Block-Length Codewords

In this paper, we present an efficient architecture of a versatile Reed-Solomon (RS) decoder which can be programmed to decode RS codes continuously with my message length k as well as any block length n. This unique feature eliminates the need of inserting zeros for decoding shortened RS codes. Also, the values of the parameters n and k, hence the error-correcting capability t can be altered at every codeword block. The decoder permits 3-step pipelined processing based on the modified Euclid's algorithm (MEA). Since each step can be driven by a separate clock, the decoder can operate just as 2-step pipeline processing by employing the faster clock in step 2 and/or step 3. Also, the decoder can be used even in the case that the input clock is different from the output clock. Each step is designed to have a structure suitable for decoding RS codes with varying block length. A new architecture for the MEA is designed for variable values of the t. The operating length of the shift registers in the MEA block is shortened by one, and it can be varied according to the different values of the t. To maintain the throughput rate with less circuitry, the MEA block uses both the recursive technique and the over-clocking technique. The decoder can decodes codeword received not only in a burst mode, but also in a continuous mode. It can be used in a wide range of applications because of its versatility. The adaptive RS decoder over GF($2^8$) having the error-correcting capability of upto 10 has been designed in VHDL, and successfully synthesized in an FPGA chip.

가변 블록 길이 부호어의 연속 복호를 위한 가변형 Reed-Solomon 복호기

이 논문에서는 임의의 블록 길이 n과 메시지 길이 k를 갖는 Reed-Solomon (RS) 부호를 연속적으로 복호하도록 프로그램 될 수 있는 가변형 RS 복호기의 효율적인 구조를 제안한다. 이 복호기는 단축형 RS 부호의 복호를 위해 영을 삽입할 필요가 없도록 하며, 변수 n과 k, 결과적으로 에러정정 능력 t의 값들을 매 부호어 블록마다 변화시킬 수 있다. 복호기는 수정 유클리드 알고리즘(modified Euclid's algorithm; MEA)을 기반으로 한 3단계 파이프라인 처리를 수행한다. 각 단계는 분리된 클럭에 의해 구동될 수 있으므로 단계 2 그리고/또는 단계 3에 고속 클럭을 사용함으로써 단지 2단계의 파이프라인 처리로 동작시킬 수 있다. 또한 입출력에서 서로다른 클럭을 사용하는 경우에도 사용할 수 있다. 각 단계는 가변 블록 길이를 갖는 RS 부호를 복호하기에 적합한 구조를 갖도록 설계되었다. 변화하는 t 값을 위해 MEA의 새로운 구조가 설계된다. MEA 블록에서 천이 레지스터들의 동작 길이는 하나 감소되었으며, t의 서로 다른 값에 따라서 변화될 수 있다. 간단한 회로로써 동작 속도를 유지하기 위해 MEA 블록은 재귀적 기법과 고속 클럭킹 기법을 사용한다. 이 복호기는 버스트 모드 뿐 아니라 연속 모드로 수신된 부호어를 복호할 수 있으며, 과 가변성으로 인해 다양한 분야에서 사용될 수 있다. GF($2^8$) 상에서 최대 10의 에러정정 능력을 갖는 가변형 RS 복호기를 VHDL로 설계하였으며, FPGA 칩에 성공적으로 합성하였다.