JPH0458619A - 誤り訂正システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数の同一かつ並列な処理ノードからなり、通
信路に対するデータの誤りを検出・訂正する誤り訂正シ
ステムに関し、例えば、光ディスクや高磁気ディスク、
衛星通信等の通信路に対するデータの誤りを検出・訂正
する誤り訂正システムに関するものである。

［従来技術とその課題］ 近年、光ディスク等のメモリシステムをはじめとする各
種ディジタルシステムの信頼性向上の手段として、誤り
訂正符号の適用が浸透してきている。なかでもリード・
ソロモン符号（以下、ｒＲＳ符号」と称する）は、同一
の符号長と訂正能力を持つ符号の中で、最も冗長度を小
さくできるという特徴を持つ実用上非常に重要な符号で
ある。このため、衛星通信や光ディスク、高磁気ディス
ク等に広く利用されている。

ＲＳ符号を高速に処理する符号化・復号器又は復号器は
、Ｒ３符号の訂正能力が１ないし２程度と小さい場合、
比較的容易に装置化することができる。

しかし、訂正能力を大きくした場合、装置の規模や制御
が非常に複雑になり、復号処理にかかる計算時間も太き
（なるといった問題が生じる。

そこで並列処理の一方式であるシストリックアレイを用
いた誤り訂正方式が提案されている（電子情報通信学会
論文誌Ａ　　Ｖｏｌ　、Ｊ７１Ａ　Ｎｏ、３頁７５１−
７５９：以下、「論文１」と称する）。

この方式は、Ｒ３符号の符号化・復号に必要な全ての処
理を、同一の処理単位（プロセッシングエレメント；以
下ｒＰＥＪと称する）のシストリックアレイ構成によっ
て実現することによって、訂正能力の大きな符号に対し
て、簡単な制御及び回路構成で高速処理を実現したもの
であった。

この従来のシストリックアレイ構成によるシステム構成
例を第７図に、ＰＨの回路構成例を第８図に示す。

この方式は、第７図に示す如く、Ｒ５符号の符号化・復
号に必要な全ての処理を、例えば同一のＰＥからなる処
理ユニット１〜６で順次パイプライン方式により処理す
るものであった。

ここで、第８図において、１１はＳｌ、Ｓ２によって制
御されるセレクタ、１２．１３はガロア体上の乗算器、
１４はガロア体上の加算器、１５〜１９はレジスタであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のＲＳ符号の符号化・復号
に必要な全ての処理を、同一のＰＥのシストリックアレ
イ構成によって実現する処理では、シンドローム多項式
の生成や、誤り位置多項式の生成等の処理ユニット毎に
、演算の回数、即ち負荷が異なるという問題があった。

即ち、シストリックアレイでＲＳ符合の符合化信号で必
要なすべての処理を実現しようとした場合、処理ユニッ
ト毎に演算の負荷が異なるために処理待ちユニットが生
じシステム全体としては余り効率的なものではない。

また、消失訂正の場合、符号語によっては、受信後の消
失の数Ｓが“０”の場合も存在するが、従来の方法では
消失位置多項式生成のために常にｄ−２ｔ−１個のＰＥ
が割り付けられており、そのためのデイレイ時間も必要
とした。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述の課題を解決することを目的として成され
たものである。

即ち、各処理ユニット毎の演算負荷を均等にし、かつ必
要な処理を選択する効率的な誤り訂正システム及び符号
化処理・復号処理を効率的に行なう誤り訂正システムを
提供することを目的とする。

そして、この目的を達成する一手段として例えば、以下
の構成を備える。

即ち、複数の同一処理ノードからなり、通信路に対する
データの誤りを検出・訂正する誤り訂正システムであっ
て、各ノード毎に、他のノードからのトークンを処理す
るトークン処理部と、他のノードからのトークンの条件
に応じた誤り訂正処理を自動的に開始する演算部とを備
える。

また、各ノード毎に、他のノードからのトークンを処理
するトークン処理部と、他のノードからのトークンの条
件に応じた処理を自動選択する選択手段と、該選択手段
で選択した処理を実行する演算部とを備える。

更に、各ノード毎に優先順位を持たせることによってシ
ステム全体の誤り訂正制御を行う。

更にまた、複数の同一処理ノードからなり、符号化処理
・復号処理を行なうための誤り訂正システムであって、
各ノード毎に、他のノードからのトークンを処理するト
ークン処理部と、他のノードからのトークンの条件に応
じた符号化・復号化処理を自動的に開始する演算部とを
備える。

［作用］ 以上の構成において、演算負荷の不均一による処理待ち
ユニットのない、効率的な誤り訂正処理が実行される。

また、ユニット毎に優先順位を持たせることにより、全
体のシステムを制御する制御部も必要なくなり、これら
の各構成を集積回路化するのに適した誤り訂正システム
を構成することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

Ｒ３符号化・復号化は、通常以下の手順で行なわれる。

Ｒ３符号としては、符号長；ｎ≦２１−１、誤り訂正能
力；ｔ、最小距離；ｄを用い、生成多項式にはＧ　（ｘ
）　　・ｈ″″（Ｘ−α′）が用いられる。

但し、ｍ；正整数、α；原始元である、符号はＧＦ（２
−）上で定義される。

まず符号化は以下の手順で行なわれる。

情報系列（ｌｍ−１＋　　Ｉｍ−ｍ　＋・・・、Ｉｏ）
を係数とする多項式Ｉ（ｘ）＝Σ１．−１・Ｘ″−１と
生成多項式Ｇ　（ｘ）から Ｐ　（ｘ）　＝　Ｉ　（ｘ）　　・ｘ　’−’　ｍａｄ
　Ｇ　（ｘ）を生成する。但し、Ｐ　（ｘ）の係数は検
査記号を与え、ｄｅｇＰ（ｘ）＜ｎ−にである。

以上の様にして符号化されたＲ８符号の復号化には種々
の方法があるが、例えば、本実施例では以下の方法を採
用している。

ここでは、Ｓ個の消失が位置Ｊｌ、Ｊ２．・・・ｊｓに
生じ、消失位置以外にｒ個の誤りが位１ｋｌ、に２．・
・・、ｋｒに生じている場合を例として説明する。そし
て、復号器は位置ｊｌ、ｊ２゜・・・＋Ｊｓを知ってい
るが、位置ｋｌ、に２．・・・ｋｒについては未知であ
る。

この消失はフラグで指示され、消失位置の記号は他の位
置と同様ＧＦ　（２’″）上の元である。

なお、２ｔ＋ｓ＋１≦ｄ、ｒ≦ｔが成立しているものと
する。

まず、受信した受信語（Ｒｅ−＋　＋　Ｒ１１−１１・
・・Ｒ，、Ｒ，）からシンドローム多項式 ％式％ 続いて、Ｓ個の消失位置Ｊｌ、Ｊ２．・・・　Ｊｓに対
して、Ｙｉ＝ａ”（ｉ＝１．２．＝、ｓ）として、消失
位置を求めるための消失位置多項式λ（ｘ）を生成する
。

λ（ｘ）　　＝ｎ　　（１−Ｙ　ｉ　ｘ）そして、以上
の様にして求めた消失位置多項式とシンドローム多項式
との積Ｓ　’　（ｘ）を求めると、求めたＳ　′（ｘ）
と多項式ｘ６−′に対して次式を満足する誤り位置多項
式ρ（Ｘ）、及び誤り数値多項式ω（ｘ）が定係数の違
いを除いて一意的に定まる。即ち、 ｄｅｇ　（１）（Ｘ）　＜ｔ＋ｓ、　ｄｅｇ　ρ（ｘ）
≦ｔＣ（ｘ）　　−ｘ”　＋ρ（ｘ）　　・Ｓ　′（ｘ
）　＝ω（ｘ）但し、Ｃ（ｘ）はＧＦ（２”）上の多項
式である。このω（Ｘ）とρ（Ｘ）は Ａｏ　＝ｘ’−’　、　Ｂｏ　＝Ｓ　′（ｘ）の最大公
約多項式（ＧＣＤ）を求めるユークリッドの互除法の過
程で求めつる。

以上求めた各多項式ρ（Ｘ）、ω（ｘ）及びρ（Ｘ）の
形式的微分式ρ′（Ｘ）と、消失位置多項式λ（ｘ）及
びその形式的微分式に対して、ｘ＝ａ−”１（ｉ＝１．
−、ｎ）を代入して誤り位置と誤り数値を生成する。

そしてこのようにして得られた誤り位置多項式の値ρ（
α−ｎ３１）が“０”であれば、受信語の１番目の記号
（Ｒゎ−、）に、誤りｅゎ一６＝ω（α−”’）　／　
（ρ′　（α−１１４１）　　・え（α−”’））が生
じていることが推定できる。

また、消失位置には、Ｅｎ−１＝ ω（ａ−”’）／　（λ′　（ａ−”’）　　・ｐ　（
ａ−”’））の消失があると推定できる。

従って、Ｒ’　ａ−１＝　Ｒ−＋　＋　ｐ−＋を求める
ことにより、誤りを訂正できる。

但し、ｐｎ−１は次の様になる。

本実施例では、この各処理を全て同一のＰＥからなる処
理ユニットの均一負荷で実行させるものである。

［第１実施例］ 第１図は本発明に係る第１実施例における、各処理ユニ
ットをそれぞれ独立かつ並列に並べて構成した処理ブロ
ック構成図である。

上述した誤り訂正に伴う各処理は、論文１で詳細に述べ
たように（ａ−ｂ＋Ｃ−ｄ）の演算の繰り返しに分解で
き、この（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）の演算は第８図の如きＰＨ
により実現できる。

本実施例でも、各処理ユニットは、上述した論文ｌと同
様、全て同一のＰＨによって構成され、更に各ユニット
は、自分がビジー状態かウェイト状態かを示すトークン
信号と、処理モードを示すＭＤ倍信号出力する回路を有
し、その信号は第１図のように他のユニットに各々入力
する。

ＭＤ倍信号、各処理毎に、シンドローム多項式生成；１
、消失位置多項式生成＝２、消失位置多項式とシンドロ
ーム多項式の乗算＝３、誤り位置多項式と誤り数値多項
式の生成＝４、誤り位置と誤り数値の生成＝５、誤り訂
正の実行＝６のように割当てられている。

更に、本実施例においては、以上の各処理モードに対し
て、各ユニット毎に優先順位を決めてお（。

１つのユニットは後述する第２図のフローチャートに示
すように、優先度が上位のユニットがビジー状態でビジ
ー信号を出力しており、そのユニットがウェイト状態で
データ入力が開始された時にトークンをビジーとして、
ＭＤに１つカウントアツプした値を出力し、そのＭＤの
処理を開始する。

以上の様に構成することにより、ＭＤ倍信号その出力値
を単にカウント制御するのみでよく、また、トークンの
処理部はＲＯＭによって簡単に構成することができる。

次に以上の構成より成る第１実施例の各処理ユニットに
よる誤り訂正処理を第２図のフローチャートを参照して
説明する。

最初は全てのトークンはウェイト状態であり。

ＭＤ＝０である。

ここで、優先度ｌのユニットに上述した受信語（符号語
）入力を開始すると、そのユニットはＭＤ＝１．即ち、
シンドローム多項式Ｓ　（ｘ）の生成の処理を開始し、
トークンをビジーにする。このとき、消失位置を優先度
２のユニットに入力する。これにより、優先度２のユニ
ットはとジーを出力し、ＭＤ＝２とする。

シンドローム多項式Ｓ　（ｘ）の演算回数は符号長Ｎで
あり、消失位置多項式λ（ｘ）の演算回数は消失の個数
Ｓ　（Ｎ＞Ｓ）であるため、優先度２のユニットは優先
度１のユニットより先に処理を終り、トークンをウェイ
トにする。

最初の符号語入力が終わり、引き続き２番目の符号語が
入力されたとき、優先度ｌのユニットは２番目の符合語
のシンドローム多項式を生成するためにビジーであり続
けるので、最初の符号語のシンドローム多項式Ｓ　（ｘ
）の出力は優先度２のユニットに送られる。その結果、
優先度２のユニットはＭＤ＝３の処理、即ち、シンドロ
ーム多項式Ｓ　（ｘ）と消失位置多項式λ（ｘ）を乗算
してその積Ｓ　′（ｘ）を求める。

以下、同様に第２図に示すフローチャートに従つて動作
させることによって上述した誤り訂正の全ての処理が効
率的に実行されることが明らかである。

以上説明したように本実施例によれば、処理の割付の不
均一による回路規模の増大を防ぐことができ、誤り訂正
処理がより効率的に実行される。

またユニット毎に優先順位を持たせることにより、全体
のシステムを制御する制御部も必要なくなる。このため
、非常にＶＬＳ　Ｉ化が容易な誤り訂正システムを構成
することができる。

［第２実施例］ 上述したｌ実施例において、符号語によっては、消失の
数Ｓが“０”の場合も存在する。しかし、従来のシスト
リックアレイ構成による方法では、消失位置多項式の生
成のために、消失の数Ｓがたとえ“０”の場合であって
も、不必要なＰＨの割り付けが避けられず、このため、
不要な処理時間を取らｊてしまり。

このため、第１図の構成に加えて、消失の数ｓ−０を示
す信号の入力を可能とする構成とする。このように構成
した本発明に係る第２実施例の処理ブ１フック構成図を
第３図に示す。

そして、第３図の構成とした場合の訂正制御を第４図の
フローチャー１・を参照して以下に説明する。

この場合には、第２図の処理に比し、Ｓ−０信号の入力
状態を判定し、Ｓ＝０信号が来ている時にはＭＤを２つ
カウントアツプして対応する処理を行なう。

即ち、第２図の処理と同様、最初は全てのトークンはウ
ェイト状態であり、ＭＤ＝Ｏである。

ここで、優先度１のユニットに上述した受信語（符号語
）入力を開始すると、そのユニットはＭＤ＝１．即ち、
シンドローム多項式Ｓ　（ｘ）の生成の処理を開始し、
トークンをビジーにする。このとき、通常はＭＤ＝　１
を出力し、上述した第１実施例で説明した処理に移行す
る。しかしながら、本実施例においては、消失の数ｓ＝
０を示す信号が入力されている場合には、さらに２カウ
ントアツプしたＭＤ＝３を出力する。

最初の符号語入力が終オ）す、引き続き２番目の符号語
が入力されたとき、優先度ｌのユニットはビジーであり
続けるので、最初の符号語のシンドローム多項式Ｓ　（
ｘ）の出力は優先度２のユニットに送られる。その結果
、優先度２のユニットはＭＤ＝４の処理、即ち、誤り位
置多項式ρ（ｘ）と誤り数値多項式ω（ｘ）の生成処理
を開始する。

以下、同様に第４図に示すフローチャーＩ・に従って動
作させることによって上述した誤り訂正の全ての処理が
実行される。

これにより、処理の割付の不均一による回路規模の増大
を防ぎ、処理がより効率的に実行される。このとき、消
失の数が“０”であるか否かを示す信号も入力させるこ
とによって自動的に処理を選択するので、より効率的に
処理ユニットを利用できる。

［第３実施例］ 以上の説明では消失の数Ｓが“０”であることを示す信
号により効率の良い復号処理を可能とした。しかし、本
発明は以上の復号処理に限定されるものではなく、符号
化処理にも同様に適用することができる。

この場合には、第５図のように第２実施例に示す第３図
の処理ブロック構成図に各ＰＥを復号器として使用する
か、符号化器として使用するかを選択するｅｎｅｏｄｅ
信号を入力端子に備え、該ｅｎｃｏｄｅ信号が出力され
た場合には符号化処理を実行するように構成する。

そして、第６図に示す手順で符号化処理／復号処理を行
なう。

本実施例の場合には、第４図に示す復号処理に加え、ｅ
ｎｃｏｄｅ信号をみて符号化処理を実行するか否かの処
理を追加し、ｅｎｃｏｄｅ信号が出力され、符号化処理
を実行するときにはトークンをビジーとして符号化処理
を行なうものである。

この場合には、その時点でトークンがウェイトのユニッ
トのうち最も優先順位いユニットが符号化処理を実行し
て上述したＰ　（ｘ）を生成して符号化処理を行なう。

但し、この場合、符号化処理は上述したように１つの処
理で終了するため、他のユニットと連動させる必要は何
ら無い、このため、ＭＤはカウントアツプされない。

以下、同様に第６図に示すフローチャートに従って動作
させることによって上述した誤り訂正の全ての処理が実
行される。

以上説明した様に本実施例によれば、処理の割付の不均
一による回路規模の増大を防ぐことができる。

また、消失の数がＯであるかどうかを示す信号（Ｓ＝０
）や、符号化を示す信号（ｅｎｃｏｄｅ）も入力させる
ことによって自動的に処理を選択するので、従来の例え
ば論文１に示される方式よりも効率的に処理ユニットを
利用できるという効果もある。

またユニット毎に優先順位を持たせることにより全体の
システムを制御する制御部も必要なくなるので、更にＶ
ＬＳ　Ｉに適した誤り訂正システムを、構成することが
できる。

ｒ発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、処理の割付の不均一
による回路規模の増大を防ぐことができ、処理がより効
率的に実行される。

また、消失の数が０であるかどうかを示す信号も入力さ
せることによって自動的に処理を選択することにより、
更に効率的に処理ユニットを利用できる。

更に、ユニット毎に優先順位を持たせることにより全体
のシステムを制御する制御部も必要なくなるので、ＶＬ
Ｓ　Ｉ化に適した誤り訂正システムを構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の処理ブロック構成図
、 第２図は第１実施例における誤り訂正復号処理を示すフ
ローチャート、 第３図は本発明に係る第２実施例の処理ブロック構成図
、 第４図は第２実施例における誤り訂正復号処理を示すフ
ローチャート、 第５図は本発明に係る第３実施例の処理ブロック構成図
、 第６図は第３実施例における誤り訂正復号処理を示すフ
ローチャート、 第７図は従来の誤り訂正処理ブロック構成図、第８図は
ＰＨの構成例を示す図である。 図中１・・・シンドローム多項式生成ユニット、２・・
・消失位置多項式生成ユニット、３・・・消失位置多項
式とシンドローム多項式の乗算ユニット、４・・・誤り
位置多項式と誤り数値多項式の生成ユニット、５・・・
誤り位置と誤り数値の生成ユニット、６・・・誤り訂正
の実行ユニット、７・・・本実施例のＰＥを用いた処理
ユニット、１１・・・セレクタ、１２゜１３・・・ガロ
ア体上の乗算器、１４・・・ガロア体上の加算器、１５
〜１９・・・レジスタである。 ］ 第１図 第 ２図 第４図 ％ ３因 第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の同一処理ノードからなり、通信路に対する
   データの誤りを検出・訂正する誤り訂正システムであつ
   て、 前記各ノード毎に、他のノードからのトークンを処理す
   るトークン処理部と、前記他のノードからのトークンの
   条件に応じた誤り訂正処理を自動的に開始する演算部と
   を備えることを特徴とする誤り訂正システム。
2. （２）複数の同一処理ノードからなり、通信路に対する
   データの誤りを検出・訂正する誤り訂正システムであつ
   て、 前記各ノード毎に、他のノードからのトークンを処理す
   るトークン処理部と、前記他のノードからのトークンの
   条件に応じた処理を自動選択する選択手段と、該選択手
   段で選択した処理を実行する演算部とを備えることを特
   徴とする誤り訂正システム。
3. （３）各ノード毎に優先順位を持たせることによつてシ
   ステム全体の誤り訂正処理を行うことを特徴とする請求
   項第１項又は第２項に記載の誤り訂正システム。
4. （４）複数の同一処理ノードからなり、通信路に対する
   データの誤りを検出・訂正を容易とするための符号化処
   理・復号処理を行なうための誤り訂正システムであつて
   、 前記各ノード毎に、他のノードからのトークンを処理す
   るトークン処理部と、前記他のノードからのトークンの
   条件に応じた符号化・復号化処理を自動的に選択する選
   択手段と、該選択手段で選択した処理を実行する演算部
   とを備えることを特徴とする誤り訂正システム。
5. （５）各ノード毎に優先順位を持たせることによつてシ
   ステム全体の符号化・復号化処理を行うことを特徴とす
   る請求項第４項記載の誤り訂正システム。