專利名稱：錯誤校正電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過里德-所羅門碼的錯誤校正和循環(huán)冗余碼的錯誤檢測對記錄體的數(shù)據(jù)錯誤進(jìn)行校正的電路，特別涉及可使循環(huán)冗余碼計算高速化的錯誤校正電路。
一般來說，在數(shù)字錄音磁盤、數(shù)字錄音磁帶、光磁盤等中，為了校正數(shù)據(jù)錯誤，將信息m比特作為1個符號來處理，并對冗余符號2七個符號有七個符號為可校正碼，可以采用m＝8的里德-所羅門碼。
其中，光磁盤采用校正能力較大的8符號校正的里德-所羅門碼，而其他記錄裝置采用2～3符號校正的里德-所羅門碼。為了高速地校正8符號的錯誤，例如只要構(gòu)成伽羅瓦域運算電路(載于“關(guān)于利用伽羅瓦運算裝置的里德-所羅門碼譯碼法的研究”，吉田他，第9屈信息理論及其應(yīng)用會議錄，第167～170頁(1986))，重復(fù)執(zhí)行歐幾里得算法或巴倫一坎布算法等的運算就可以。
例如，圖3為以往的錯誤校正電路的方框圖(載于“光磁盤用錯誤校正裝置的研究”，吉田他，昭61信總?cè)螅?-53(1987)論文)，圖中示出，為了對應(yīng)于特別長的代碼長度，并聯(lián)構(gòu)成由收信數(shù)據(jù)進(jìn)行里德-所羅門碼的校驗子計算的時序電路，并利用同一電路求出錯誤位置。
圖中，(1)為緩沖存儲器，用以存儲包含里德-所羅門碼(外部代碼)和循環(huán)冗余碼(內(nèi)部代碼)的交錯的多個數(shù)據(jù)系列。
(2)為解開緩沖存儲器(1)內(nèi)的數(shù)據(jù)交錯的接口。(3)為伽羅瓦域運算電路，它根據(jù)各里德-所羅門碼的校驗子在伽羅瓦域上進(jìn)行四則運算，同時求出錯誤數(shù)值(模式)并校正緩沖存儲器(1)內(nèi)的數(shù)據(jù)。(4)為時序電路，它由各數(shù)據(jù)進(jìn)行里德-所羅門碼的校驗子計算，同時由四則運算結(jié)果并行運算循環(huán)檢索。這些電路通過數(shù)據(jù)總線連接起來。
(5)為控制接口(2)、伽羅瓦域運算電路(3)和時序電路(4)的控制電路，在控制電路(5)中，別外電路片的循環(huán)冗余碼編碼時序電路(以后敘述)與時序電路(4)連接起來。
在數(shù)據(jù)系列中，以循環(huán)冗余碼為內(nèi)部代碼并以里德-所羅門碼為外部代碼的結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點，即錯誤檢測能力較高，即使在里德-所羅門碼中進(jìn)行消失校正，誤校概率也較小。此外，通過這些代碼的交錯利用，對錯誤群也具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。并且，循環(huán)冗余碼是以錯誤檢測為目的的一種循環(huán)碼，但里德-所羅門碼和循環(huán)冗余碼一樣可用于錯誤檢測中，但是，在5.25英寸的追記型光磁盤中，也采用里德-所羅門碼作為標(biāo)準(zhǔn)(例如，ISO/TC97/SC23，見議ISO，第1ISODP9171/4，7月，1987)，圖4示出512字節(jié)/區(qū)段的標(biāo)準(zhǔn)格式例子。
這里所用的里德-所羅門碼，其原始多項式P(X)用下式表示P(X)＝X8+X5+X3+X2+1……(1)其生成多項式G(X)用下式表示G(X)=Πi=120135(X-αi)······(2)]]>
式中，αi＝(βi)88，β為原始多項式P(X)的元。此外，關(guān)于循環(huán)冗余碼，其原始多項式與P(X)相同，其生成多項式g(X)用下式表示g(X)＝
(X-αi)＝X4+α97X3+α228X2+α117X+α40……(3)在圖4的格式中，在＃0～＃4的各里德-所羅門碼信息符號的最后設(shè)置里德-所羅門碼校正用的里德-所羅門碼校驗符號。
其次，對循環(huán)冗余碼編碼時序電路的循環(huán)冗余碼校驗符號的生成動作進(jìn)行說明。
首先，由數(shù)據(jù)求出用下式(4)表示的I(X)I(X)＝(Σj = 0L - 1ij]]>，n-d)Xn-d+(
，n-d-1)Xn-d-1+…+(Σj = 0L - 1j]]>，i)X+(Σj = 0L - 1ij o]]>)……(4)式中，L為交錯數(shù)，n為代碼長度，d為里德-所羅門碼的最小距離，ij，K為信息符號，若i≥L-4，則ij，O＝O。
在512字節(jié)/區(qū)段中，L＝5，n＝122，d＝17，并求出對應(yīng)于I(X)的循環(huán)冗余碼校驗符號。這里，對應(yīng)于I(X)的C(X)如下C(X)＝I(X)X4+Re〔I(X)X4/g(X)〕＝I(X)4+a3X3+a2X2+a1X+a0…(5)式中，Re〔A/B〕為A/B的剩余多項式，ak(K＝0～3)為循環(huán)冗余碼校驗符號。
若得到I(X)，則(5)式的校驗符號ak可通過簡單的電路構(gòu)成得。圖5為表示這種循環(huán)冗余碼編碼時序電路的構(gòu)成圖，圖中(6)為I(X)的輸入端，(7)為循環(huán)冗余碼校驗符號aO～a4的輸出端，(8)為與控制電路(5)相連接的控制信號輸入端，(9)～(12)為串聯(lián)的8位寄存器，(13)～(16)為在各寄存器(9)～(12)的輸出端側(cè)插入的邏輯加法電路，(17)～(20)為在各寄存器(9)～(12)的輸入端側(cè)連接的
M(根據(jù)(3)式，M＝40、117、228、97)倍用的乘法器，(21)為將邏輯加法電路(16)的輸出與控制信號的邏輯輸入各乘法電路(17)～(20)的門電路。
其次，對圖5的循環(huán)冗余碼編碼時序電路的動作進(jìn)行說明。
由控制信號輸入端(8)向寄存器(9)～(12)加入復(fù)位信號，以清除各寄存器的內(nèi)容。若由輸入端(6)從高次開始輸入I(X)，則I(X)的符號由邏輯加法電路(16)與寄存器(12)的輸出進(jìn)行邏輯加，并通過門電路(21)輸入乘法電路(17)～(20)。因此，由乘法電路(17)形成α40倍的數(shù)據(jù)按照由控制信號輸入端(8)輸入的定時信號鎖存在寄存器(9)內(nèi)，并且，由乘法電路(18)形成α117倍的數(shù)據(jù)由邏輯加法電路(13)與寄存器(9)的輸出進(jìn)行邏輯加，其相加結(jié)果按照由控制信號輸入(8)輸入的定時信號鎖存在寄存器(10)內(nèi)。以下乘法電路(19)和(20)的輸出數(shù)據(jù)必進(jìn)行同樣的處理。
這樣一來，將數(shù)據(jù)I(X)全部輸入時，在寄存器(9)、寄存器(10)、寄存器(11)和寄存器(12)內(nèi)分別鎖存有(5)式的a0數(shù)據(jù)、a1數(shù)據(jù)、a2數(shù)據(jù)和a3數(shù)據(jù)。其次，將門電路(21)斷開后，將這些數(shù)據(jù)按順序移至寄存器(9)～(12)內(nèi)，并作為循環(huán)冗余碼校驗符號a0～a3由輸出端輸出。
對應(yīng)于圖4所示格式的各校驗符號寫入?yún)^(qū)，在編碼的情況下，將這些循環(huán)冗余碼校驗符號a0～a3寫入如下a3→i1，0a2→i2，0a1→i3，0a0→i4，0此外，在譯碼的情況下，比較是否一致并進(jìn)行錯誤檢測。
對于收信字(包含錯誤的數(shù)據(jù))井0～井4，譯碼動作按以下程序1，～4，順次校正里德-所羅門碼。
1，由收信字求出里德-所羅門碼的校驗子。
2，由校驗子求出錯誤位置多項式和錯誤數(shù)值多項式。
3，由錯誤位置多項式通過循環(huán)檢索求出錯誤位置。
4，由錯誤位置、錯誤位置多項式和錯誤數(shù)值多項式求出錯誤數(shù)值并進(jìn)行校正。
在以上的程序中，2，和4，、1，和3，分別由伽羅瓦域運算電路(3)、時序電路(4)分擔(dān)執(zhí)行。
這樣，已校正的數(shù)據(jù)可存入緩沖存儲器(1)內(nèi)。并且，將全部代碼字(已編碼的數(shù)據(jù))用里德-所羅門碼進(jìn)行校正之后，利用圖5的循環(huán)冗余碼編碼時序電路求出循環(huán)冗余碼校驗符號，再通過邏輯加進(jìn)行循環(huán)冗余碼的計算。
如上所述，以往的錯誤校正電路，若得到I(X)，則能容易地求出循環(huán)冗余碼校驗符號ak，但對交錯的信息符號必須進(jìn)行邏輯加，并且在I(X)的0次中必須將循環(huán)冗余碼校驗符號部分作為0進(jìn)行計算，此外，還存在以下問題，即在譯碼時，若不是在交錯的全部代碼字已用里德-所羅門碼校正之后，則不能開始循環(huán)冗余碼的計算。
本發(fā)明可以解決上述問題，其目的在于得到不要求出I(X)而能高速地計算循環(huán)冗余碼校驗符號的錯誤校正電路。
本發(fā)明所涉及的錯誤校正電路，將里德-所羅門碼時序電路和循環(huán)冗余碼編碼時序電路作為并聯(lián)電路來構(gòu)成時序電路，并通過控制電路來選擇某一方的運算模式。
在本發(fā)明中，利用循環(huán)冗余碼為線性代碼的特點，與進(jìn)行里德-所羅門碼譯碼的伽羅瓦域運算電路的運算動作并行，利用循環(huán)冗余碼編碼時序電路，求出以前用里德-所羅門碼校正的代碼字信息部分的循環(huán)冗余碼校驗符號，并利用伽羅瓦域運算電路，將此與以前所得到的代碼字的循環(huán)冗余碼校驗符號逐次地進(jìn)行邏輯加。
然后，利用伽羅瓦域運算電路求出循環(huán)冗余碼校驗符號(對應(yīng)于里德-所羅門碼信息部分所記錄的循環(huán)冗余碼校驗符號數(shù)據(jù)所生成的)，將此與以前所得到的循環(huán)冗余碼校驗符號進(jìn)行邏輯加，并將此邏輯加所得到的循環(huán)冗余校驗符號與里德-所羅門碼的信息符號部分所配置的循環(huán)冗余碼校驗符號進(jìn)行比較，從而可檢測出錯誤。


圖1為本發(fā)明一實施例的方框圖，圖中(1)～(3)和(5)為與上述相同的電路。
(4A)為構(gòu)成本發(fā)明重要部分的時序電路，由與圖5構(gòu)成相同的循環(huán)冗余碼編碼時序電路(22)和進(jìn)行里德-所羅門碼校驗子計算及循環(huán)檢索的里德-所羅門碼時序電路的并聯(lián)電路構(gòu)成。在循環(huán)冗余碼編碼時序電路(22)、里德-所羅門碼時序電路(23)的各輸出端側(cè)，插入總線輸出控制門(26)、(27)。(24)為由控制電路(5)向時序電路(4A)輸入的控制信號，(25)為連接時序電路(4A)和接口(2)及伽羅瓦域運算電路(3)用的數(shù)據(jù)總線。
其次，參照圖2的流程圖，對圖1所示的本發(fā)明一實施例的動作進(jìn)行說明。并且，這里以利用圖4標(biāo)準(zhǔn)格式的光磁盤為例進(jìn)行說明。
在圖2中，S01、S11、S21、S31和S41相當(dāng)于上述的程序1，，S02、S12、S22、S32和S42相當(dāng)于程序2，，S03、S13、S23、S33和S43相當(dāng)于程序3，S04、S14、S24、S34和S44相當(dāng)于程序4，;并且S05、S15、S25、S35和S45為循環(huán)冗余碼計算步驟，S06、S16、S26、S36和S46為循環(huán)冗余碼校驗符號存儲步驟，S50為邏輯加步驟，S60為比較步驟，圖中未示出中間的重復(fù)步驟S32～S43。
并且，在時序電路(4A)中，最初按照控制信號(24)進(jìn)行模式選擇，以使里德-所羅門碼時序電路(23)工作。
里德-所羅門碼時序電路(23)，通過步驟S01～S04結(jié)束收信字井0的校正之后，求出收信字井1的里德-所羅門碼校驗子(S11)，并通過總線輸出控制門(27)送入伽羅瓦域運算電路(3)中，伽羅瓦域運算電路(3)，由校驗子數(shù)據(jù)求出收信井1的錯誤位置多項式和錯誤數(shù)值多項式(S12)，并繼續(xù)進(jìn)行校正工作。
在此期間，在時序電路(4A)中，按照控制信號(24)進(jìn)行模式選擇，以使循環(huán)冗余碼編碼時序電路(22)工作。已經(jīng)校正的收信字井0的信息數(shù)據(jù)，按照圖4所示信息符號i0，n-d、i0n-d-1、……、i0，0的順序，由緩沖存儲器(1)通過接口(2)和數(shù)據(jù)總線(25)輸入循環(huán)冗余碼編碼時序電路(22)中。循環(huán)冗余碼編碼時序電路(22)，如上所述求出收信字井0的循環(huán)冗余碼校驗符號ak(S05)。此時，代替I(X)輸入1個收信字?jǐn)?shù)據(jù)。
在步驟S05和S12結(jié)束時，收信字井0的循環(huán)冗余碼校驗符號數(shù)據(jù)，由循環(huán)冗余碼編碼時序電路(22)通過總線輸出控制門(26)和數(shù)據(jù)總線(25)送入伽羅瓦域運算電路(3)中，并通過以后的步驟S15求出收信字井1的循環(huán)冗余碼校驗符號數(shù)據(jù)后存儲起來(S06)。
其次，時序電路(4A)，按照控制信號(24)進(jìn)行模式選擇，以使里德-所羅門碼時序電路(23)工作，并根據(jù)伽羅瓦域運算電路(3)輸出的多項式數(shù)據(jù)，通過循環(huán)檢索運算求出收信字井1的錯誤位置(S13)。
然后，在已經(jīng)求出收信字井1的錯誤位置時，通過伽羅瓦域運算電路(3)求出錯誤數(shù)值，并校正收信字井1(S14)。
以下同樣，通過步驟S01～S46，對圖4格式區(qū)段內(nèi)的所有收信字井0～井4進(jìn)行處理操作。
此時，格式(i1，0～i4，0)上的循環(huán)冗余碼校驗符號(a3～a0)也作為信息數(shù)據(jù)輸入3，但可暫時原樣地放置。
此外，由步驟S15、S25、S35、和S45所得到的收信字井1以后的循環(huán)冗余碼校驗符號數(shù)據(jù)，通過步驟S16、S26、S36和S46，與收信字井0的循環(huán)冗余碼校驗符號數(shù)據(jù)順次地進(jìn)行邏輯加，并存入伽羅瓦域運算電路(3)內(nèi)。
最后，將寫入信息符號數(shù)據(jù)部分的循環(huán)冗余碼校驗符號用伽羅瓦域運算電路(3)進(jìn)行邏輯加，求出將其結(jié)果作為信息數(shù)據(jù)的循環(huán)冗余碼校驗符號，再將它與收信字井0～4的循環(huán)冗余碼校驗符號數(shù)據(jù)邏輯加后的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯加(S50)。
然后，所得到的循環(huán)冗余碼校驗碼數(shù)據(jù)與緩沖存儲器(1)內(nèi)的格式上所寫入的循環(huán)冗余碼校驗碼是否一致進(jìn)行比較(S60)，從而可檢測出由里德-所羅門碼校正后的錯誤。
此外，在上述實施例中，對求出譯碼時的循環(huán)冗余碼的操作進(jìn)行了說明，但不言而喻，對求出編碼時的循環(huán)冗余碼校驗符號的情況也同樣是適用的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，時序電路由里德-所羅門碼時序電路和循環(huán)冗余碼編碼時序電路的并聯(lián)電路構(gòu)成，按照運算模式某一方進(jìn)行工作，只要附加循環(huán)冗余碼計算所需的最小限度電路，不要求I(X)就能通過循環(huán)冗余碼檢測出錯誤，并且，由于與里德-所羅門碼的譯碼并行執(zhí)行循環(huán)冗余碼的計算處理，所以可以得到能以高速進(jìn)行區(qū)段單位校正的錯誤校正電路。
附圖的簡單說明如下。
圖1為表示本發(fā)明一實施例的方框圖，圖2為說明圖1工作的流程圖，圖3表示以往錯誤校正電路的方框圖，圖4為表示光磁盤的512字節(jié)/區(qū)段數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式的說明圖，圖5表示一般循環(huán)冗余碼編碼時序電路的構(gòu)成圖。
(1)……緩沖存儲器，(2)……接口，(3)……伽羅瓦域運算電路，(4A)……時序電路，(5)……控制電路，(22)……循環(huán)冗余碼編碼時序電路。
(23)……里德-所羅門時序電路，(24)……控制信號。
此外，圖中同一符號表示相同或相當(dāng)部分。
權(quán)利要求
1.錯誤校正電路，具有下述電路存儲數(shù)據(jù)系列的緩沖存儲器，該數(shù)據(jù)系列是將以校正數(shù)據(jù)錯誤的里德-所羅門碼為外部代碼并以檢測上述數(shù)據(jù)錯誤的循環(huán)冗余碼為內(nèi)部代碼的系列多個交錯起來而構(gòu)成的；解開上述數(shù)據(jù)系列交錯用的接口；校正用的伽羅瓦域運算電路，該運算電路由上述里德-所羅門碼的校驗子進(jìn)行伽羅門域上的四則運算，同時由錯誤位置求出錯誤數(shù)值；里德-所羅門碼時序電路，該時序電路由上述數(shù)據(jù)計算上述校驗子，同時由上述四則運算的結(jié)果通過循環(huán)檢索求出錯誤位置；進(jìn)行上述循環(huán)冗余碼的編碼計算的循環(huán)冗余碼編碼時序電路；控制上述接口、上述伽羅瓦域運算電路、上述里德-所羅門碼時序電路和上述循環(huán)冗余碼編碼時序電路的控制電路，其特征是時序電路是由上述里德-所羅門碼時序電路和上述循環(huán)冗余碼編碼時序電路的并聯(lián)電路構(gòu)成的，同時，按照上述控制電路輸出的控制信號，有選擇地使上述里德-所羅門碼時序電路和上述循環(huán)冗余碼編碼時序電路中某一方工作。
2.權(quán)利要求1所記載的錯誤校正電路，其特征是在交錯的各代碼系列中，利用循環(huán)冗余碼編碼時序電路求出第1代碼系列的循環(huán)冗余碼校驗碼，并將它存儲在伽羅瓦域運算電路中;其次，利用循環(huán)冗余碼編碼時序電路求出第2代碼系列的循環(huán)冗余碼校驗碼，并將它與伽羅瓦域運算電路中存儲的第1代碼系列的循環(huán)冗余碼校驗碼進(jìn)行邏輯加之后進(jìn)行存儲，與第2代碼系列相同對它執(zhí)行交錯段部分，將最后得到的存儲在伽羅瓦域運算電路中的循環(huán)冗余碼校驗碼時寫入緩沖存儲器中的循環(huán)冗余碼校驗碼部分中，在譯碼時根據(jù)與緩沖存儲器中的循環(huán)冗余碼校驗碼是否一致進(jìn)行檢測錯誤。
3.權(quán)利要求1、2所記載的錯誤校正電路，其特征是在編碼時，在計算循環(huán)冗余碼校驗碼之前，清除緩沖存儲器中的循環(huán)冗余碼校驗碼部分之后，在計算循環(huán)冗余碼校驗碼時，利用循環(huán)冗余碼編碼時序電路來計算循環(huán)冗余碼校驗碼(包含緩沖存儲器中的循環(huán)冗余碼校驗碼部分)。
4.權(quán)利要求1、2所記載的錯誤校正電路，其特點是在譯碼時，對于第1代碼系列，利用里德-所羅門譯碼來校正緩沖存儲器中的第1代碼系列的數(shù)據(jù)，對于第2代碼系列，在進(jìn)行里德-所羅門譯碼期間，在未使用里德-所羅門時序電路時，選擇循環(huán)冗余碼編碼時序電路來計算第1代碼系列的循環(huán)冗余碼校驗碼，以后相同，在進(jìn)行各代碼系列的里德-所羅門譯碼期間，計算以前利用里德-所羅門譯碼校正的代碼系列的循環(huán)冗余碼校驗碼，并根據(jù)各代碼系列的循環(huán)冗余碼校驗碼的邏輯加結(jié)果是否與緩沖存儲器中的循環(huán)冗余碼校驗碼一致來檢測里德-所羅門譯碼后的錯誤。
5.權(quán)利要求1、2所記載的錯誤校正電路，其特征是在譯碼時，在計算各代碼系列的循環(huán)冗余碼校驗碼時，在利用循環(huán)冗余碼編碼時序電路來計算循環(huán)冗余碼校驗碼(包含緩沖存儲器中的循環(huán)冗余碼校驗碼部分)時，利用循環(huán)冗余碼編碼時序電路來計算循環(huán)冗余碼校驗碼(包含緩沖存儲器中的循環(huán)冗余碼校驗碼部分)，利用伽羅瓦域運算電路來計算緩沖存儲器中的循環(huán)冗余校驗碼部分的循環(huán)冗余碼校驗碼，利用伽羅瓦域運算電路將它與以前的循環(huán)冗余碼校驗碼進(jìn)行邏輯加，從以前的循環(huán)冗余碼校驗碼中清除緩沖存儲器中的校驗碼的影響之后，根據(jù)是否與緩沖存儲器中的循環(huán)冗余碼校驗碼一致來檢測錯誤。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，時序電路由里德-所羅門碼時序電路和循環(huán)冗余碼編碼時序電路的并聯(lián)電路構(gòu)成，按照運算模式某一方進(jìn)行工作，只要附加循環(huán)冗余碼計算所需的最小限度電路，就能通過循環(huán)冗余碼檢測出錯誤，并且，由于與里德-所羅門碼的譯碼并行執(zhí)行循環(huán)冗余碼的計算處理，所以可以得到能以高速進(jìn)行區(qū)段單位校正的錯誤校正電路。
文檔編號G06F11/10GK1040698SQ89106740
公開日1990年3月21日 申請日期1989年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月2日
發(fā)明者吉田英夫, 小林慶男, 池谷豊, 上條光宏, 河端爾 申請人:三菱電機(jī)株式會社