基于FPGA的空間存儲器的糾錯系統(tǒng)
1、引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/86848.htm阿爾法磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer,AMS)實驗室是丁肇中博士領(lǐng)導(dǎo)的由美、俄、德、法、中等16個國家和地區(qū)共300多名科學(xué)家參加的大型國際合作項目。它是國際空間站上唯一大型物理實驗,是人類第一次在太空中精密地測量高能量帶電原子核粒子的實驗。其目的是為尋找反物質(zhì)所組成的宇宙和暗物質(zhì)的來源以及測量宇宙線的來源。
但是對于AMS實驗的空間電子系統(tǒng),同樣會受到高能粒子的襲擊,導(dǎo)致存儲器的內(nèi)容發(fā)生變化,改寫半導(dǎo)體存儲器件的邏輯狀態(tài),導(dǎo)致存儲單元在邏輯‘0’與‘1’之間發(fā)生翻轉(zhuǎn),使存儲的關(guān)鍵數(shù)據(jù)出錯,控制程序跑飛等。這對于AMS實驗系統(tǒng)來說,是一個不容忽視的問題。因此,我們采用二元BCH(31,16)碼,能糾正三位隨機錯誤,這種糾錯碼信息不需要儲存,不需要反饋,實時性好。
2、編譯碼原理
對于空間電子系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題,我們進行檢錯與糾錯,其基本思想是在信息碼組中以一定規(guī)則加入不同方式的冗余碼,以便在信息讀出的時候依靠多余的監(jiān)督碼或校驗碼來發(fā)現(xiàn)或自動糾正錯誤。
2.1 編碼
編碼比較簡單,二元BCH(31,16)是GF(25)域上的線性分組碼,其中二進制最高位m=5,總信息長n=2m-1=31,校驗位數(shù)k=15,可糾錯位數(shù)t=3,生成多項式g(x)為:
2.2 譯碼
譯碼過程比較復(fù)雜,包括1)求伴隨多項式,2)系數(shù)計算電路,3)錯誤位置計算電路,其中最關(guān)鍵的是第三步,如圖1。這里假設(shè)接收到的數(shù)據(jù)錯了三位,第28、20、17位發(fā)生了0/1偏轉(zhuǎn),即
(1)求伴隨多項式
根據(jù)生成多項式與ai的最小多項式之間的關(guān)系,用φi(x)去除接收多項式R(x)而得到伴隨式分量,即,
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