CN113296999B - 一种raid6编码方法及编码电路 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种RAID6编码方法及编码电路，包括:基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，基于第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；基于第一关系式、第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数、第二校验码参数，生成预设关系表；从预设关系表中读取待编码数据每个数据条带对应的第一校验码参数、第二校验码参数；基于每个数据条带、相应的第一校验码参数、第二校验码参数确定待编码数据对应的第一校验码、第二校验码。能够降低RAID 6编码复杂度，提升编码效率。
Description
技术领域
本申请涉及存储技术领域，特别涉及一种RAID6编码方法及编码电路。
背景技术
伴随着通讯技术和网络科技的迅速发展，数字化信息呈指数爆炸式增长，数据存储技术也因此迎来了巨大的挑战。存储系统中数据的可靠性问题以及存储系统的能耗问题越来越被人们所关注。现如今面对如此庞大的数据规模，存储系统中数据的可靠性和存储系统中包含的组件数量成反比关系，即存储系统组件数越多，那么存储系统中数据的可靠性就越低。在大规模存储系统中，磁盘故障造成的数据可靠性下降是相当严重的问题，对此人们展开了相关容错技术的研究。RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，即独立冗余磁盘阵列)技术应运而生，采用RAID存储技术，可以大大提高存储容量，提高系统输入输出的请求处理能力并且通过数据的分布式存储技术，并行访问手段和信息冗余技术提高数据的可靠性。
目前，RAID可以被分为不同的等级：RAID 0,1,5,6,10，利用RS(Reed-SolomonCode，里德所罗门码)实现的RAID 6具有编解码简单，运算读盘确定，数据更新有针对性等优点，但编解码时需要用到较为复杂的参数运算，影响编码效率。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种RAID6编码方法及编码电路，能够降低RAID6编码复杂度，从而提升编码效率。其具体方案如下：
第一方面，本申请公开了一种RAID6编码方法，包括：
基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值；
基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数；
基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表；
从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；
基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
可选的，所述基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，包括：
基于所述第一关系式确定基于GF8有限域的本原多项式；
利用所述本原多项式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数。
可选的，所述从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码，包括：
基于依次读取的所述待编码数据的每个数据条带，依次读取对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，并在读取任一数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数时，从第一校验码存储位置读取当前第一校验码以及从第二校验码存储位置读取当前第二校验码；
当读取到任一数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，则基于该数据条带与对应的第一校验码参数确定第一参数运算后数据、基于该数据条带与对应的第二校验码参数确定第二参数运算后数据；
对当前第一校验码和当前第一参数运算后数据进行异或运算，得到新的第一校验码，并将新的第一校验码存储至所述第一校验码存储位置，直到基于所述待编码数据的最后一个数据条带确定出所述待编码数据对应的最终的第一校验码。
对当前第二校验码和当前第二参数运算后数据进行异或运算，得到新的第二校验码，并将新的第二校验码存储至所述第二校验码存储位置，直到基于所述待编码数据的最后一个数据条带确定出所述待编码数据对应的最终的第二校验码。
可选的，所述从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码，包括：
从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，并行确定待编码数据的每个数据条带对应的第一参数运算后数据以及第二参数运算后数据；其中，所述第一参数运算后数据为基于任一数据条带与对应的第一校验码参数确定的数据，所述第二参数运算后数据为基于任一数据条带与对应的第二校验码参数确定的数据；
对全部数据条带对应的第一参数运算后数据进行异或运算，确定所述待编码数据对应的第一校验码；
对全部数据条带对应的第二参数运算后数据进行异或运算，确定所述待编码数据对应的第二校验码。
可选的，所述方法还包括：
将所述待编码数据分割为预设数量个数据条带；
将每个数据条带转换为伽罗华域的数据条带。
可选的，所述方法还包括：
将伽罗华域的数据条带存入预设缓存，以便从所述预设缓存中读取数据条带以确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
可选的，所述方法，还包括：
当任一数据条带更新，则从所述预设关系表中读取该数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；
基于该数据条带的更新数据与对应的第一校验码参数确定第一更新参数运算后数据、基于该数据条带的更新数据与对应的第二校验码参数确定第二更新参数运算后数据；
对当前第一校验码和当前第一更新参数运算后数据进行异或运算，得到更新后第一校验码；
对当前第二校验码和当前第二更新参数运算后数据进行异或运算，得到更新后第二校验码。
第二方面，本申请公开了一种RAID6编码电路，包括：
校验码参数读取模块，用于从预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；
编码模块，用于基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
其中，所述预设关系表的生成过程如下：
基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值；
基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数；
基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表；
可选的，所述编码模块包括：
系数运算子模块，用于基于每数据条带与对应的第一校验码参数确定第一参数运算后数据，和/或基于每数据条带与对应的第二校验码参数确定第二参数运算后数据；
异或运算子模块，用于对当前第一校验码和当前第一参数运算后数据进行异或运算，得到新的第一校验码，和/或基于当前第二校验码和当前第二参数运算后数据进行异或运算，得到新的第二校验码。
可选的，所述电路还包括：
数据条带分割模块，用于将待编码数据分割为预设数量个数据条带；
伽罗华域转换模块，用于将每个数据条带转换为伽罗华域的数据条带。
可见，本申请基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值；基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数；基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表；从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。也即，本申请实现了基于GF2确定GF8有限域下RAID6编码参数，能够降低RAID 6编码复杂度，从而提升编码效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的一种RAID6编码方法流程图；
图2为本申请公开的一种RAID6编码示意图；
图3为本申请公开的一种具体的RAID6编码方法流程图；
图4为本申请公开的一种RAID6编码电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
目前，RAID可以被分为不同的等级：RAID 0,1,5,6,10，利用RS码实现的RAID 6具有编解码简单，运算读盘确定，数据更新有针对性等优点，但编解码时需要用到较为复杂的参数运算，影响编码效率。为此，本申请提供了一种RAID6编码方案，能够降低RAID 6编码复杂度，从而提升编码效率。
参见图1所示，本申请实施例公开了一种RAID6编码方法，包括：
步骤S11：基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值。
在具体的实施方式中，可以将所述待编码数据分割为预设数量个数据条带，然后将每个数据条带转换为伽罗华域的数据条带，将伽罗华域的数据条带存入预设缓存，以便从所述预设缓存中读取数据条带以确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
需要指出的是，实现RAID 6时需要同时支持两个校验条带，即第一校验码和第二校验码。本申请使用RS(即Reed-Solomon Code，里德所罗门码)码来进行第一校验码和第二校验码的编码，本申请实施例使用的是范德蒙的实现方式，设待编码数据分为n个数据条带，数据条带、第一校验码和第二校验码的关系表示为：
其中，d0，d1...dn表示数据条带，p表示第一校验码，q表示第二校验码，
表示异或运算，α表示范德蒙参数。
为了方便运算和存储，本实施例通过伽罗华域处理为有限域再进行编码存储。此外，由于电路中数据的传输一般以byte为标准，因此，本申请实施例使用的伽罗华域为8比特位的有限域0X11D，即是：
P(X)＝x8+x4+x3+x2+1；
有限域0X11D的伽罗华域下，对于数据的定义可以表示为表一所示：
表一
| 生成元素 | 多项式表示 | 二进制表示 | 数值表示 | 推导过程 |
| 0 | 0 | 0000 0000 | 0 | |
| x^0 | x^0 | 0000 0001 | 1 | |
| x^1 | x^1 | 0000 0010 | 2 | |
| x^2 | x^2 | 0000 0100 | 4 | |
| x^3 | x^3 | 0000 1000 | 8 | |
| x^4 | x^4 | 0001 0000 | 16 | |
| x^5 | x^5 | 0010 0000 | 32 | |
| x^6 | x^6 | 0100 0000 | 64 | |
| x^7 | x^7 | 1000 0000 | 128 | |
| x^8 | x^4+x^3+x^2+1 | 0001 1101 | 29 | x^7*x＝x^8mod P(x) |
| x^9 | x^5+x^4+x^3+x | 0011 1010 | 58 | x^8*x＝x^5+x^4+x^3+x |
| x^10 | x^6+x^5+x^4+x^2 | 0111 0100 | 116 | x^9*x＝x^6+x^5+x^4+x^2 |
| … | … | … | … | … |
| x^25 | x^1+1 | 0000 0011 | 3 | |
| … | … | … | … | … |
| x^255 | 1 | 0000 0001 | 1 |
例如，当生成元素的指数为10时，通过上述伽罗华域本源多项式P(X)转换，表示为二进制01110100。通过这样的转换，所有的数据都会被转换为8比特的二进制数，并进行基于8比特二进制数的四则运算。
例如，待存数据即待编码数据分为4个数据条带d0～d3，通过伽罗华域实现的基于范德蒙的RS RAID编码关系为：
则进行RAID编码时需要确定第一校验码p，第二校验码q，基于上式可知，p和q的关系可以表示为：
基于上式可知，参数(α)及待存的数据条带数量确定的前提下，上式的分母部分
可以通过提前计算，存为参数参与每次运算的数据更新。但分子部分的异或加法和与
进行的除法无法省略。需要指出的是，在确定的环境下，盘数定了即数据条带数量确定了，分母就能够确定。但是分子除了和盘数有关之外，还和实际的编解码情况有关，比如硬件设备设置的d0-d5的环境，但实际工作中，可能只有d0,d1,d2参与了这次的编码，因此其分子是根据实际工作情况来变化的。
为实现改进，首先对基于范德蒙式RS RAID编码关系进行改组：
将公式中的p和q移到公式的前面。因为p和q只需要满足符合规律的d,p,q的排列即可，p和q在这两个公式里作用与d完全一样，因此将p和q移到前面依然符合基于范德蒙的RS RAID编码要求。移动后得到所述预设范德蒙式RS编码关系：
其中，α0p、α0p为第一校验码项，α0q、α1q为第二校验码项。α0、α1为相应的范德蒙式RS编码系数值。
基于公式(1)得到的p和q的编码关系为：
可知将p和q移到前面依然符合基于范德蒙的RS RAID的编码需求，并可得到相对应的编码关系。
基于式(1)中的p和q的位置，可以将涉及到p和q的关系抽出来，为求p和q的编码参数α，于是基于α为未知数，设p和q为对应的参数，得到如下表示式：
可知f(α)可以表示为一元二次方程。考虑其一元二次方程在GF中的表示时，可以基于任意α改写为f(x)＝(x+1)(x+α)，得到符合GF2有限域特性的第一关系式。其中，x表示数据条带。
步骤S12：基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数。
由于f(x)符合GF2有限域特性，即通过f(x)可以表示任意未知数c1和c2的关系式为：
f(x)≈c1+c2x
其中，c1为第一校验码参数，c2为第二校验码参数。
也即，基于第一关系式f(x)＝(x+1)(x+α)确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式f(x)≈c1+c2x。
步骤S13：基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表。
在具体的实施方式中，可以基于所述第一关系式确定基于GF8有限域的本原多项式；利用所述本原多项式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数。
具体的，将第一关系式f(x)＝(x+1)(x+α)展开为f(x)＝(x+1)(x+α)，f(x)替换为p(x)表示，得到基于GF8有限域的本原多项式：
p(x)＝x2+(1+α)x+α(2)。
基于预设范德蒙式RS编码关系，针对p和q对应的c1和c2所针对的范德蒙的参数α的指数关系，基于本原多项式(2)确定不同数据条带对应的c1和c2基于本原多项式在GF8有限域下的指数关系，得到表二，即预设关系表表二
| 对应位置 | m(x) | C1 | C2 |
| D0 | x^2 | α | α^25 |
| D1 | x^3 | α^26 | α^198 |
| D2 | x^4 | α^199 | α^75 |
| D3 | x^5 | α^76 | α^100 |
| … | … | … | … |
表二中对应位置D0-D3表示公式(1)中待存数据条带d0,d1,d2,d3的位置。
m(x)对应公式(1)中待存数据条带对应的作为)f(x)≈c1+c2x的参数指数。例如，公式(1)中α2d0，则m(x)＝x^2；
c1和c2为使用m(x)去做针对本原多项式(2)的多项式除法后的值，在GF8下的表一转换后的值。以D0位置的m(x)为例，运算对应关系为：
可知，针对m(x)为x2做p(x)＝x2+(1+α)x+α的多项式除法后，得到的余数为(α+1)x+α，又知c1和c2关系对应为：f(x)≈c1+c2x，所以当m(x)为x2时，基于所得到的余数，c1＝α,c2＝(α+1)。
然后利用表一进行转换，可知c1＝α，而c2＝(α+1)，相当于表一中多项式表示x^1+1，通过数值转换对应数值为3，查表一可得3对应的生成元素为x^25，得到α指数关系为α25，因此c2＝α25。依次类推，对全部待存的数据条带的m(x)做相应运算，得到预设关系表。
步骤S14：从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数。
步骤S15：基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
下面以任意待编码数据：D(x)＝α+α4x4为例，x0为数据条带d0的位置，x0＝1，x4表示数据条带d3的位置，也即，待存的数据条带d0为α，数据条带d3为α4，
可知利用标准编码方式：
代入d0＝α,d3＝α4，进行计算可得：
可知，在p的运算中，需要用到4次伽罗华加法(XOR异或)运算，2次伽罗华乘法运算和1次伽罗华除法运算。
同理：
在q的运算中，也需要用到4次伽罗华加法(异或)运算，2次伽罗华乘法运算和1次伽罗华除法运算。
而基于本申请实施例公开的编码方案
其中，
为数据条带d0对应的第一校验码参数，
为数据条带d3对应的第二校验码参数。
而基于本申请实施例的方案，p和q的运算，分别只需要2个伽罗华乘法和1个伽罗华加法(异或)即可，相比标准算法，本申请在本例子中能够分别省略3次伽罗华加法(异或)和1次伽罗华除法。
通过对不同数量数据条带的待编码数据进行分析可知本申请所省略的运算与待编码数据的数据条带数量有关，设待编码数据的数据条带数量为n，则本申请所省略的运算为n+1个伽罗华加法和1个伽罗华除法。
需要指出的是，由于本申请实施例利用预设关系表中的编码参数进行编码运算，不仅提升了编码效率，同时可以实现电路面积优化。
在一种具体的实施方式中，可以基于依次读取的所述待编码数据的每个数据条带，依次读取对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，并在读取任一数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数时，从第一校验码存储位置读取当前第一校验码以及从第二校验码存储位置读取当前第二校验码；当读取到任一数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，则基于该数据条带与对应的第一校验码参数确定第一参数运算后数据、基于该数据条带与对应的第二校验码参数确定第二参数运算后数据；对当前第一校验码和当前第一参数运算后数据进行异或运算，得到新的第一校验码，并将新的第一校验码存储至所述第一校验码存储位置，直到基于所述待编码数据的最后一个数据条带确定出所述待编码数据对应的最终的第一校验码。对当前第二校验码和当前第二参数运算后数据进行异或运算，得到新的第二校验码，并将新的第二校验码存储至所述第二校验码存储位置，直到基于所述待编码数据的最后一个数据条带确定出所述待编码数据对应的最终的第二校验码。
其中，基于该数据条带与对应的第一校验码参数确定第一参数运算后数据、基于该数据条带与对应的第二校验码参数确定第二参数运算后数据，具体为：对该数据条带与对应的第一校验码参数进行乘法运算，得到第一参数运算后数据，对该数据条带与对应的第二校验码参数进行乘法运算，得到第二参数运算后数据，
也即，本申请实施例可以对待编码数据的多个数据条带串行的存储并编码。
在另一种具体的实施方式中，可以从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，并行确定待编码数据的每个数据条带对应的第一参数运算后数据以及第二参数运算后数据；其中，所述第一参数运算后数据为基于任一数据条带与对应的第一校验码参数确定的数据，所述第二参数运算后数据为基于任一数据条带与对应的第二校验码参数确定的数据；对全部数据条带对应的第一参数运算后数据进行异或运算，确定所述待编码数据对应的第一校验码；对全部数据条带对应的第二参数运算后数据进行异或运算，确定所述待编码数据对应的第二校验码。
其中，关于确定第一参数运算后数据与第二参数运算后数据的具体步骤可以参考前述公开的相应内容。
也即，本实施例可以对对待编码数据的多个数据条带并行的存储并编码。
参见图2所示，本申请实施例公开了一种RAID6编码示意图。
1、待编码数据进入RAID编码电路，RAID编码电路先将待编码数据分割为预设数量个数据条带，然后将每个数据条带转换为伽罗华域数据，得到每个数据条带的伽罗华域下的数据条带，通过buffer或FIFO等方式暂存，等待数据读取模块空闲时，数据读取模块将数据条带分别送往当前数据条带对应的数据存储位置，参数读取模块从预设预设关系表基于位置信息获取当前数据条带对应的第一校验码参数，参数运算模块利用第一校验码参数和数据条带进行乘法运算，得到第一参数运算后数据，将第一参数运算后数据传输至对应的异或模块，参数读取模块从预设预设关系表基于位置信息获取当前数据条带对应的第二校验码参数，参数运算模块利用第二校验码参数和数据条带进行乘法运算，得到第二参数运算后数据，将第二参数运算后数据传输至对应的异或模块，比如，当前的数据条带为d0，将数据传输至d0对应的存储位置，并从预设关系表中查到d0对应的第一校验码参数，第二校验码参数，进行乘法运算，同一时间，从第一校验码p和第二校验码q的存储位置读取现在所存的数据，即当前第一校验码和当前第二校验码传输至相应的异或模块。
2、第一参数运算后数据、第二参数运算后数据分别与从第一校验码存储位置读取的当前第一校验码和从第二校验码存储位置读取的当前第二校验码中所存的数据在相应的异或模块中进行异或运算后，产生的新的第一校验码和新的第二校验码，然后更新第一校验码存储位置和第二校验码存储位置的数据。
其中，第一校验码存储位置和第二校验码存储位置的初始值均为0，这样，利用待编码数据的最后一个目标数据条带确定出的校验码即为待编码数据对应的最终的校验码，完成对待编码数据的编码。
可见，本申请实施例基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值；基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数；基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表；从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。也即，本申请实施例实现了基于GF2确定GF8有限域下RAID6编码参数，能够降低RAID 6编码复杂度，从而提升编码效率。
参见图3所示，本申请实施例提供了一种具体的RAID6编码方法，包括：
步骤S21：基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值。
步骤S22：基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数。
步骤S23：基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表。
步骤S24：从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数。
步骤S25：基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
步骤S26：当任一数据条带更新，则从所述预设关系表中读取该数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数。
步骤S27：基于该数据条带的更新数据与对应的第一校验码参数确定第一更新参数运算后数据、基于该数据条带的更新数据与对应的第二校验码参数确定第二更新参数运算后数据。
步骤S28：对当前第一校验码和当前第一更新参数运算后数据进行异或运算，得到更新后第一校验码。
步骤S29：对当前第二校验码和当前第二更新参数运算后数据进行异或运算，得到更新后第二校验码。
也即，对于在正常模式下已经编码完成的第一校验码和第二校验码，当发生数据条带更新，本申请实施例可以进入更新模式，无需重新计算所有数据，仅需对于变化数据条带所影响的第一校验码和第二校验码的变化值进行计算，然后更新即可。
例如，当数据条带d0新增了数据α，计算p和q的增量为：
然后将计算所得的增量值Δp、Δq，分别通过伽罗华加法(XOR异或)与原有的p和q进行相加即可。
可见，本申请实施例可以基于新增数据更新校验码，无需对所有数据重新编码，降低了数据更新时的编码复杂度。
参见图4所示，本申请实施例公开了一种RAID6编码电路，包括：
校验码参数读取模块11，用于从预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；
编码模块12，用于基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码；
其中，所述预设关系表的生成过程如下：
基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值；
基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数；
基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表。
可见，本申请实施例基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值；基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数；基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表；从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。也即，本申请实施例实现了基于GF2确定GF8有限域下RAID6编码参数，能够降低RAID 6编码复杂度，从而提升编码效率。
其中，所述基于所述第一关系式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，包括：基于所述第一关系式确定基于GF8有限域的本原多项式；利用所述本原多项式以及所述第二关系式确定不同数据条带在GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数。
在一种具体的实施方式中，所述校验码参数读取模块11，具体用于基于依次读取的所述待编码数据的每个数据条带，依次读取对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；相应的所述电路还包括数据读取模块，用于在校验码参数读取模块11读取任一数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数时，从第一校验码存储位置读取当前第一校验码以及从第二校验码存储位置读取当前第二校验码；所述编码模块12包括参数运算模块，用于当校验码参数读取模块11读取到任一数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，则基于该数据条带与对应的第一校验码参数确定第一参数运算后数据、基于该数据条带与对应的第二校验码参数确定第二参数运算后数据；相应的，编码模块12包括：第一异或模块和第二异或模块，第一异或模块用于对当前第一校验码和当前第一参数运算后数据进行异或运算，得到新的第一校验码，并将新的第一校验码存储至所述第一校验码存储位置，直到基于所述待编码数据的最后一个数据条带确定出所述待编码数据对应的最终的第一校验码。第二异或模块用于对当前第二校验码和当前第二参数运算后数据进行异或运算，得到新的第二校验码，并将新的第二校验码存储至所述第二校验码存储位置，直到基于所述待编码数据的最后一个数据条带确定出所述待编码数据对应的最终的第二校验码。
在另一种具体的实施方式中，所述校验码参数读取模块11，具体用于从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数。校验码参数读取模块11包括多个参数读取子模块，用于并行读取多个数据条带对应的第一校验码参数和第二校验码参数；所述编码模块12包括多个参数运算模块并行确定待编码数据的每个数据条带对应的第一参数运算后数据以及第二参数运算后数据；其中，所述第一参数运算后数据为基于任一数据条带与对应的第一校验码参数确定的数据，所述第二参数运算后数据为基于任一数据条带与对应的第二校验码参数确定的数据；相应的，编码模块12，包括第一异或模块和第二异或模块，第一异或模块具体用于对全部数据条带对应的第一参数运算后数据进行异或运算，确定所述待编码数据对应的第一校验码；第二异或模块对全部数据条带对应的第二参数运算后数据进行异或运算，确定所述待编码数据对应的第二校验码。
其中，所述RAID6编码电路，还包括：
数据条带分割模块，将所述待编码数据分割为预设数量个数据条带；
伽罗华域转换模块，将每个数据条带转换为伽罗华域的数据条带。
所述RAID6编码电路，还包括：数据缓存模块和数据读取模块
数据缓存模块，用于将伽罗华域的数据条带存入预设缓存，以便数据读取模块，用于从所述预设缓存中读取数据条带以便编码模块确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
并且，在具体的实施方式中，
所述校验码参数读取模块11，还用于当任一数据条带更新，则从所述预设关系表中读取该数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数。
所述编码模块12包括第一参数运算模块、第二参数运算模块、第一异或模块，第二异或模块，其中，
第一参数运算模块，用于基于该数据条带的更新数据与对应的第一校验码参数确定第一更新参数运算后数据；
第二参数运算模块，用于基于该数据条带的更新数据与对应的第二校验码参数确定第二更新参数运算后数据；
第一异或模块，用于对当前第一校验码和当前第一更新参数运算后数据进行异或运算，得到更新后第一校验码；
第二异或模块，用于对当前第二校验码和当前第二更新参数运算后数据进行异或运算，得到更新后第二校验码。
需要指出的是，本实施例的编码电路通过简单的查表获取参数进行乘法更新数据，可支持正常模式的工作和更新模式的工作，简单有效，可兼顾面积和高速的需求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的电路而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的一种RAID6编码方法及编码电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (9)
1.一种RAID6编码方法，其特征在于，包括：
基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值；
基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数；
基于所述第一关系式确定基于GF8有限域的本原多项式，利用所述本原多项式以及所述第二关系式确定不同数据条带在所述GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表；
从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；
基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
2.根据权利要求1所述的RAID6编码方法，其特征在于，所述从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码，包括：
基于依次读取的所述待编码数据的每个数据条带，依次读取对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，并在读取任一数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数时，从第一校验码存储位置读取当前第一校验码以及从第二校验码存储位置读取当前第二校验码；
当读取到任一数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，则基于该数据条带与对应的第一校验码参数确定第一参数运算后数据、基于该数据条带与对应的第二校验码参数确定第二参数运算后数据；
对当前第一校验码和当前第一参数运算后数据进行异或运算，得到新的第一校验码，并将新的第一校验码存储至所述第一校验码存储位置，直到基于所述待编码数据的最后一个数据条带确定出所述待编码数据对应的最终的第一校验码；
对当前第二校验码和当前第二参数运算后数据进行异或运算，得到新的第二校验码，并将新的第二校验码存储至所述第二校验码存储位置，直到基于所述待编码数据的最后一个数据条带确定出所述待编码数据对应的最终的第二校验码。
3.根据权利要求1所述的RAID6编码方法，其特征在于，所述从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码，包括：
从所述预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，并行确定待编码数据的每个数据条带对应的第一参数运算后数据以及第二参数运算后数据；其中，所述第一参数运算后数据为基于任一数据条带与对应的第一校验码参数确定的数据，所述第二参数运算后数据为基于任一数据条带与对应的第二校验码参数确定的数据；
对全部数据条带对应的第一参数运算后数据进行异或运算，确定所述待编码数据对应的第一校验码；
对全部数据条带对应的第二参数运算后数据进行异或运算，确定所述待编码数据对应的第二校验码。
4.根据权利要求1所述的RAID6编码方法，其特征在于，还包括：
将所述待编码数据分割为预设数量个数据条带；
将每个数据条带转换为伽罗华域的数据条带。
5.根据权利要求4所述的RAID6编码方法，其特征在于，还包括：
将伽罗华域的数据条带存入预设缓存，以便从所述预设缓存中读取数据条带以确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码。
6.根据权利要求1至5任一项所述的RAID6编码方法，其特征在于，还包括：
当任一数据条带更新，则从所述预设关系表中读取该数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；
基于该数据条带的更新数据与对应的第一校验码参数确定第一更新参数运算后数据、基于该数据条带的更新数据与对应的第二校验码参数确定第二更新参数运算后数据；
对当前第一校验码和当前第一更新参数运算后数据进行异或运算，得到更新后第一校验码；
对当前第二校验码和当前第二更新参数运算后数据进行异或运算，得到更新后第二校验码。
7.一种RAID6编码电路，其特征在于，包括：
校验码参数读取模块，用于从预设关系表中读取待编码数据的每个数据条带对应的第一校验码参数以及第二校验码参数；
编码模块，用于基于每个数据条带以及相应的第一校验码参数以及第二校验码参数确定所述待编码数据对应的第一校验码以及第二校验码；
其中，所述预设关系表的生成过程如下：
基于预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码和第二校验码的关系确定符合GF2有限域特性的第一关系式；其中，所述预设范德蒙式RS编码关系中第一校验码项为第一个数据项，第二校验码项为第二个数据项，所述第一校验码项包括第一校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值，所述第二校验码项包括第二校验码以及相应的范德蒙式RS编码系数值；
基于所述第一关系式确定第一校验码参数与第二校验码参数的第二关系式；其中，所述第一校验码参数为第一校验码对应的编码参数；所述第二校验码参数为第二校验码对应的编码参数；
基于所述第一关系式确定基于GF8有限域的本原多项式，利用所述本原多项式以及所述第二关系式确定不同数据条带在所述GF8有限域下对应的第一校验码参数以及第二校验码参数，生成相应的预设关系表。
8.根据权利要求7所述的RAID6编码电路，其特征在于，所述编码模块包括：
系数运算子模块，用于基于每数据条带与对应的第一校验码参数确定第一参数运算后数据，和/或基于每数据条带与对应的第二校验码参数确定第二参数运算后数据；
异或运算子模块，用于对当前第一校验码和当前第一参数运算后数据进行异或运算，得到新的第一校验码，和/或基于当前第二校验码和当前第二参数运算后数据进行异或运算，得到新的第二校验码。
9.根据权利要求7所述的RAID6编码电路，其特征在于，还包括：
数据条带分割模块，用于将待编码数据分割为预设数量个数据条带；
伽罗华域转换模块，用于将每个数据条带转换为伽罗华域的数据条带。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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