CN110535476A - Ldpc软译码器软信息存储优化方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Ldpc软译码器软信息存储优化方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及LDPC软译码器软信息存储优化方法、装置、计算机设备及存储介质；其中，方法，包括：S1，获取SSD读数据请求；S2，打开LDPC，选择软译码，并设置软信息比特位数；S3，读入硬信息，存入LDPC译码器内部的变量节点SRAM中；S4，读入软信息，与之前写入变量节点SRAM中的比特信息进行异或，重新写回SRAM中，比特软信息计数值加1；S5，判断比特软信息计数值是否等于设置的软信息比特位数；S6，计算LDPC译码迭代的初始LLR信息，启动译码，获取译码数据。本发明在不增加硬件存储资源，不影响软信息存取效率的情况下有效完成所有软信息比特的存储，降低了存储软信息的硬件存储资源。

Description

LDPC软译码器软信息存储优化方法、装置、计算机设备及存储 介质
技术领域
本发明涉及LDPC软译码器软信息存储技术领域，更具体地说是指LDPC软译码器软信息存储优化方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
LDPC(低密度奇偶校验码)是目前SSD主控中常用的ECC(纠错)算法，包括硬译码和软译码两种方式，其主要目的是将出错的用户数据恢复回来，硬译码只需要硬信息来进行数据恢复，而软译码不仅需要硬信息，还需要软信息来提高数据可靠性；但是软译码方式需要从NAND颗粒中读取更多的比特信息来提高数据的可靠性，而LDPC软译码器需要在所有软信息读取完毕之后才能获得初始LLR(Log Likelihood Ratios对数似然比)信息，因此需要将这些比特的软信息存起来，无疑这需要额外的硬件存储资源来存放这些信息，这部分的硬件存储资源消耗与软信息比特位数成正比，大大增加了硬件存储资源，增加芯片面积；因此，无法满足需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供LDPC软译码器软信息存储优化方法、装置、计算机设备及存储介质。
为实现上述目的，本发明采用于下技术方案：
LDPC软译码器软信息存储优化方法，包括以下步骤：
S1，获取SSD读数据请求；
S2，根据读数据请求，打开LDPC，选择软译码，并设置软信息比特位数；
S3，读入硬信息，并将读入的硬信息存入LDPC译码器内部的变量节点SRAM中；
S4，读入软信息，将读入的软信息与之前写入变量节点SRAM中的比特信息进行异或，重新写回SRAM中，比特软信息计数值加1；
S5，判断比特软信息计数值是否等于设置的软信息比特位数；若是，进入S6；若否，则返回S4；
S6，计算LDPC译码迭代的初始LLR信息，启动译码，获取译码数据。
其进一步技术方案为：所述S2中，所述软信息比特位数为Sl＝Vd-1；其中，Sl表示最大支持的软信息比特位宽，Vd表示译码器变量节点量化精度。
LDPC软译码器软信息存储优化装置，包括：获取单元，选择设置单元，存储单元，异或单元，判断单元，及计算单元；
所述获取单元，用于获取SSD读数据请求；
所述选择设置单元，用于根据读数据请求，打开LDPC，选择软译码，并设置软信息比特位数；
所述存储单元，用于读入硬信息，并将读入的硬信息存入LDPC译码器内部的变量节点SRAM中；
所述异或单元，用于读入软信息，将读入的软信息与之前写入变量节点SRAM中的比特信息进行异或，重新写回SRAM中，比特软信息计数值加1；
所述判断单元，用于判断比特软信息计数值是否等于设置的软信息比特位数；
所述计算单元，用于计算LDPC译码迭代的初始LLR信息，启动译码，获取译码数据。
其进一步技术方案为：所述软信息比特位数为Sl＝Vd-1；其中，Sl表示最大支持的软信息比特位宽，Vd表示译码器变量节点量化精度。
一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述的LDPC软译码器软信息存储优化方法。
一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如上述所述的LDPC软译码器软信息存储优化方法。
本发明与现有技术相比的有益效果是：在不增加硬件存储资源，不影响软信息存取效率的情况下有效完成所有软信息比特的存储，利用软信息来计算LLR信息用于LDPC译码纠错，降低了存储软信息的硬件存储资源，减少了芯片面积和成本，同时也不影响工作在硬译码模式下的数据读取带宽，能够更好地满足需求。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有LDPC软译码器软信息存储方式的应用场景示意性框图；
图2为本发明实施例提供的LDPC软译码器软信息存储优化方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的LDPC软译码器软信息存储优化方法的具体应用场景示意性框图；
图4为本发明实施例提供的LDPC软译码器软信息存储优化装置的示意性框图；
图5为本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1到图5所示的具体实施例，其中，请参阅图1所示的现有技术，LDPC在进行软译码时需要存储大量的软信息，在所有软信息全部存储完毕之后一次性从各自SRAM(静态随机存取存储器)中全部读出，最终获得LLR信息；这种结构独立于LDPC DecoderEngine(LDPC解码器引擎)，但是会额外增加相当多的硬件存储资源用于存放软信息，增加很大的硬件存储资源，增加芯片面积。
请参阅图2到图3所示，本发明公开了LDPC软译码器软信息存储优化方法，包括以下步骤：
S1，获取SSD读数据请求；
S2，根据读数据请求，打开LDPC，选择软译码，并设置软信息比特位数；
S3，读入硬信息，并将读入的硬信息存入LDPC译码器内部的变量节点SRAM中；
S4，读入软信息，将读入的软信息与之前写入变量节点SRAM中的比特信息进行异或，重新写回SRAM中，比特软信息计数值加1；
S5，判断比特软信息计数值是否等于设置的软信息比特位数；若是，进入S6；若否，则返回S4；
S6，计算LDPC译码迭代的初始LLR信息，启动译码，获取译码数据。
其中，所述S2中，所述软信息比特位数为Sl＝Vd-1；其中，Sl表示最大支持的软信息比特位宽，Vd表示译码器变量节点量化精度。
其中，本发明结合现有的LDPC译码器实现的结构，利用分时的思想，充分利用译码器内部本身的存储资源，在不增加额外存储资源的情况下对软信息进行有效的存储，从而获得译码所需的LLR信息；现有技术中，在利用LDPC进行数据恢复时，如果数据出错比较多，通过硬译码方式大概率纠不回来，这时候需要借助软译码的方式对数据进行恢复，不过软译码需要额外的软信息来提高初始LLR信息的可靠性，因此软译码不仅需要硬信息，还要外部给入软信息，这部分软信息需要在译码器工作之前全部存下来，以计算出对应的LLR信息。但是软信息同样是以码字为单位的存储，而且软信息有时候不仅仅只有1比特，因此如果单纯支持软译码需要存储的软信息就需要很大的硬件存储资源；而本发明提出的优化方案可以有效的解决此类存储问题；以下将对发明提出的方案进行详细说明：在支持软信息译码的LDPC译码器设计中，都需要存储对应码字的软信息，其最大支持的软信息比特位宽与译码器本身的变量节点量化位宽有关，因此在量化精度相对较高的情况下，软信息的比特位宽也会变大，对应的硬件存储资源也会变大，其最大支持的软信息比特位宽与译码器变量节点量化精度成正比，其关系如公式(1)所示：Sl＝Vd-1(1)式中，Sl为最大支持的软信息比特位宽，Vd表示译码器变量节点量化精度。
其中，LDPC译码器在实现软译码时，需要在设计软译码器时对软信息进行额外的存储，等全部软信息读入结束之后才会启动译码迭代；原先需要将所有软信息在译码器外部单独存放，在译码工作之后一次性全部读入来获得初始LLR信息，需要很多额外的硬件存储资源开销；本发明提供的方案可以不增加此类硬件存储资源，LDPC译码器本身有一块单独的SRAM存放变量节点的信息，该SRAM大小是由变量节点的量化精度决定的，根据公式(1)可知，存放变量节点信息的SRAM是足够完全存放所有软信息，因此可以考虑借助译码器内部本身的硬件存储资源来完成软信息的存储，同时在软信息数据输入阶段，译码器处于空闲状态，因此其内部的SRAM也是空闲的，可以通过简单的控制逻辑将软信息全部存放于该SRAM中，这样可以在支持更多比特软信息译码的同时而不增加额外的硬件存储资源，相比原先的方式减少的硬件存储资源是相当可观的。
其中，请参阅图3所示，本发明提供的LDPC译码器软信息存储方式的结构，可以看出，通过借助LDPC解码器引擎内部的存储资源来完成外部软信息的存储，利用分时的思想，在数据准备阶段，引擎处于空闲状态，其内部存放变量节点信息的SRAM正好可以存放所有的软信息，在软信息输入阶段，将所有软信息比特组合写入Variable Node Memory(变量节点存储块)，其过程是将当前软信息和SRAM读出的原比特信息进行异或，异或之后重新写入SRAM，直至所有软信息比特全部写入完毕，最终计算出LLR信息；结合LDPC解码器引擎的实现方式，巧妙地利用存放变量节点的SRAM，实现软信息的存储方式，不会增加额外的硬件存储资源，只需要增加一点逻辑门即可实现，硬件开销不大。
综上所述，本发明不会对原先的软信息读入流程产生影响，只是软信息数据输入时多增加了部分的控制逻辑用于软信息数据流的控制，在效率上不会有所影响，但是大大减少了硬件存储资源的消耗，降低芯片面积和成本；在不增加硬件存储资源，不影响软信息存取效率的情况下有效完成所有软信息比特的存储，利用软信息来计算LLR信息用于LDPC译码纠错，降低了存储软信息的硬件存储资源，同时也不影响工作在硬译码模式下的数据读取带宽，能够更好地满足需求。
请参阅图4，本发明还公开了LDPC软译码器软信息存储优化装置，包括：获取单元10，选择设置单元20，存储单元30，异或单元40，判断单元50，及计算单元60；
所述获取单元10，用于获取SSD读数据请求；
所述选择设置单元20，用于根据读数据请求，打开LDPC，选择软译码，并设置软信息比特位数；
所述存储单元30，用于读入硬信息，并将读入的硬信息存入LDPC译码器内部的变量节点SRAM中；
所述异或单元40，用于读入软信息，将读入的软信息与之前写入变量节点SRAM中的比特信息进行异或，重新写回SRAM中，比特软信息计数值加1；
所述判断单元50，用于判断比特软信息计数值是否等于设置的软信息比特位数；
所述计算单元60，用于计算LDPC译码迭代的初始LLR信息，启动译码，获取译码数据。
其中，所述选择设置单元20中，所述软信息比特位数为Sl＝Vd-1；其中，Sl表示最大支持的软信息比特位宽，Vd表示译码器变量节点量化精度。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述LDPC软译码器软信息存储优化装置和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述LDPC软译码器软信息存储优化装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图5所示的计算机设备上运行。
请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图；该计算机设备500可以是终端，也可以是服务器，其中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等具有通信功能的电子设备。服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。
参阅图5，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。
该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种LDPC软译码器软信息存储优化方法。
该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。
该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种LDPC软译码器软信息存储优化方法。
该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现上述的LDPC软译码器软信息存储优化方法。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.LDPC软译码器软信息存储优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，获取SSD读数据请求；
S2，根据读数据请求，打开LDPC，选择软译码，并设置软信息比特位数；
S3，读入硬信息，并将读入的硬信息存入LDPC译码器内部的变量节点SRAM中；
S4，读入软信息，将读入的软信息与之前写入变量节点SRAM中的比特信息进行异或，重新写回SRAM中，比特软信息计数值加1；
S5，判断比特软信息计数值是否等于设置的软信息比特位数；若是，进入S6；若否，则返回S4；
S6，计算LDPC译码迭代的初始LLR信息，启动译码，获取译码数据。
2.根据权利要求1所述的LDPC软译码器软信息存储优化方法，其特征在于，所述S2中，所述软信息比特位数为Sl＝Vd-1；其中，Sl表示最大支持的软信息比特位宽，Vd表示译码器变量节点量化精度。
3.LDPC软译码器软信息存储优化装置，其特征在于，包括：获取单元，选择设置单元，存储单元，异或单元，判断单元，及计算单元；
所述获取单元，用于获取SSD读数据请求；
所述选择设置单元，用于根据读数据请求，打开LDPC，选择软译码，并设置软信息比特位数；
所述存储单元，用于读入硬信息，并将读入的硬信息存入LDPC译码器内部的变量节点SRAM中；
所述异或单元，用于读入软信息，将读入的软信息与之前写入变量节点SRAM中的比特信息进行异或，重新写回SRAM中，比特软信息计数值加1；
所述判断单元，用于判断比特软信息计数值是否等于设置的软信息比特位数；
所述计算单元，用于计算LDPC译码迭代的初始LLR信息，启动译码，获取译码数据。
4.根据权利要求3所述的LDPC软译码器软信息存储优化装置，其特征在于，所述选择设置单元中，所述软信息比特位数为Sl＝Vd-1；其中，Sl表示最大支持的软信息比特位宽，Vd表示译码器变量节点量化精度。
5.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-2中任一项所述的LDPC软译码器软信息存储优化方法。
6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如权利要求1-2中任一项所述的LDPC软译码器软信息存储优化方法。
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