JPS63276923A - ガロア体演算器 - Google Patents

ガロア体演算器

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JPS63276923A
JPS63276923A JP9284687A JP9284687A JPS63276923A JP S63276923 A JPS63276923 A JP S63276923A JP 9284687 A JP9284687 A JP 9284687A JP 9284687 A JP9284687 A JP 9284687A JP S63276923 A JPS63276923 A JP S63276923A
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JP
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circuit
data
vector
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galois field
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JP9284687A
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Inventor
Kengo Nakajima
中嶋 憲吾
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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、光デイスク装置のような情報記録装置等にお
けるディジタル信号の誤り訂正回路に用いられるガロア
休演算器(有限休演算器)に関するものである。
(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、■テレビ技術、
34[3](昭6l−3−1)電子技術出版(株)、「
誤り訂正符号の仕組みJ P、19−35、■テレビ技
術、34[4](昭6l−4−1)電子技術出版(株)
、「誤り訂正符号の仕組みJ P、34−53、■テレ
ビ技術、34[5](昭61−51>電子技術出版(株
)、[誤り訂正符号の仕組みJ P、36−58、■今
井秀樹監修「誤り訂正符号化技術の要点」、刈(昭61
−3−20)日本工業技術センター、P、172−19
2に記載されるものがあった。以下、その構成を図を用
いて説明する。
ディジタル信号伝送における誤り訂正符号化については
、前記文献■〜■に記載されており、その誤り訂正符号
化に用いられるガロア休演算器については前記文献■の
190頁に記載されている。
第2図は前記文献■に記載された従来のガロア体演算器
の一構成例を示すブロック図である。
このガロア体演算器は、制御用のマイクロプログラムを
記憶し、それを順次実行して各部へコントロール信号1
aを出力する制御部1を有し、その制御部1にはガロア
体加算回路2、及びガロア体乗除算回路3が接続されて
いる。これらの制御部1、ガロア体加算回路2、及びガ
ロア体乗除算回路3により、ガロア体演算器の主要部分
が構成される。制御部1は、例えばPL八で構成される
ジャンプ・アドレス発生器11、アドレスレジスタ12
、マイクロプログラム読出し専用メモリ(以下、マイク
ロプログラムROMという)13、及びマイクロプログ
ラムバッファ14を備えている。ガロア体加算回路2は
ガロア体の加算を行う回路、ガロア体乗除算回路3はガ
ロア体の乗算及び除算を行う回路である。
また第2図には、演算の対象となるデータを記憶する随
時読み書き可能なメモリバッファ(以下、RAMバッフ
ァという)20、このRAMバッZア20に接続されて
いるRAMアドレスバス21とRAMデータバス22、
及びガロア休演算器内部のデータバス23が設けられ、
そのRA)lデータバス22とデータバス23の間にデ
ータ転送用のデータバスインタフェース24が接続され
ている。データバス23には、前記ガロア体加算回路2
及びガロア体乗除算回路3が接続されると共に、データ
バス23上のデータがらシンドローム(誤りビットの位
置と大きさ)を生成するシンドローム生成レジスタ25
が接続されている。また、ガロア体乗除算回路3にはそ
の出力を保持するレジスタ26が接続され、さらにその
レジスタ26がRAMアドレスコントローラ27及びR
AMアドレスバス21を介してRA)fバッファ2oに
接続されている。RA)fアドレスコントローラ27は
、レジスタ26の出力をRAMバッファ20のアドレス
に変換する回路である。
第3図は8ビット用のシフトレジスタの構成ブロック図
であり、この図を参照しつつガロア体について説明する
ガロア体は、有限体ともいわれ、有限個の元からなる体
をいい、その元の総数が0元の場合にGF(n)と略記
される。ここでは、nが2  (=256)の場合、す
なわちGF(28>について述べる。
第3図の8ビット用シフトレジスタは、8個の1ビット
用のレジスタ30−1〜30−8と、3個の1ビット用
排他論理和回路31−1〜31−3とで構成されている
レジスタ30−1〜30−8に順に論理“0,0,0゜
0、O,O,0,1”をセットした状態を初期状態とす
る。レジスタ30−1〜30−8の内容を30−1の側
を上位ビット、30−8の側を下位ビットとし、2進数
とみなすと、シフトレジスタの内部状態は0〜255ま
での数に対応する。このように、シフトレジスタの内部
状態を2進数とみなしたものを、以後ガロア体のベクト
ル表現と呼ぶ。
シフトレジスタを初期状態によりシフトさせる回路が1
以上、254以下であれば、そのシフトレジスタの内部
状態はベクトル表現の2〜255までと1対1で対応す
る。また、初期状態より255回のシフトを行うと、シ
フトレジスタの内容は初期状態と同一になる。つまり、
初期状態がら0以上、254以下の回数だけシフトした
結果は、シフト回数と1対1に対応する。ここで、初期
状態により0回シフトした結果をα と表現することに
し、以下これをガロア体の指数表現と呼ぶ。シフトレジ
スタの内容がすべて0の場合も含めて、ガロア体GF(
28>は次式のように表わせる。
GF(28>−(0,1,2,・・・、 255 )・
・・(1) GF(2>=(0,α 、α 、・・・、α254)・
・・(2) (1)はベクトル表現によるものであり、(2)式は指
数表現によるものである。
ガロア化の中で次のような関係式が成立することが知ら
れている。
αm+αn=αn+αm−(3) mnnm        ・・・(4)α   ・ α
  =α   ・ α a  −(an+a’ )=am−an十a” 、a’
・・・(5) m   n   (m+n)mOd255     、
、、(6)α   ・ α  −α 6m /an=a(m−n)mOd255     、
、、(7)(6)式、(7)式において、modは除余
(tnodulo)すなわち排他論理和を意味し、mo
d nはnを法として合同であるという意味である。そ
して(6)式において(m+n)mod255は、(m
+n) >255の場合、例えば(m+n) =256
のときは256−255 = 1という数値になる。
また、加算はベクトル表現における排他論理和によって
算出される。
次に、第2図におけるガロア体演算器の動作を説明する
アドレスレジスタ12を所定の状態にセットすると、マ
イクロプログラムROM13からマイクロプログラムが
」売出され、マイクロプログラムバッファ14に格納さ
れる。マイクロプログラムバッファ14は格納されたデ
ータをデコード(解読)シ、各部へのコントロール信号
1aを出す。−命令の実行が終了すると、ジャンプアド
レス発生器11はアドレスレジスタ12及びマイクロブ
・ログラムバッファ14のステータス信号と、データバ
スインタフェース24のステータス信号とに基づき、次
に実行するマイクロプログラムの番地を決定し、その値
をアドレスレジスタ12にセットする。所望の結果が得
られるまで、以上の動作が繰り返し行われる。
例えば、加算を行う場合には、RA)lバッファ20よ
りデータバスインタフェース24を通して加算の対象と
なるデータをデータバス23上へ転送し、ガロア体加算
回路2にそのデータを取り込む。ガロア体加算回路2で
は、データが指数表現の場合にはベクトル表現への変換
を行った後、排他論理和を取り、必要であればその演算
結果をベクトル表現から指数表現に変換してデータバス
23上へ出力する。データバス23上に出力されたデー
タは、データバスインタフェース24を通してRA)l
データバス22上へ転送され、RAMアドレスコントロ
ーラ27により指定されたRAMバッファ20中の番地
に書込まれる。
乗算、除算についても、ガロア体乗除算回路3により、
同様の手順で演算が行われる。
(発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記構成のガロア体演算器では、マイク
ロプログラム制御が必要であるため、回路規模が大きく
なり、またその制御も複雑になって演算速度が遅いとい
う問題点があった。
本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、回路
規模の大型化、制御が複雑で演算速度が遅V’lという
点について解決したガロア体演算器を提供するものであ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明は前記問題点を解決するために、ガロア体演算器
において、信号伝送用のバスと、このバス上のコマンド
を解析して制御信号を出力する制御部と、前記制御信号
に基づき前記バスを通して入力されたベクトル表現のn
ビットデータ(但し、nは複数)を保持する第1および
第2のレジスタと、この第1および第2のレジスタの出
力をそれぞれ指数表現のデータに変換する第1および第
2のベクトル指数変換回路と、前記制御信号に基づき前
記第2のベクトル指数変換回路の出力の反転を行う否定
回路と、2°−1(但し、nは複数)を法として前記否
定回路の出力と前記第1のベクトル指数変換回路の出力
とを加算する加算回路と、この加算回路の出力をベクト
ル表現のデータに変換する指数ベクトル変換回路と、前
記制御信号に基づき前記指数ベクトル変換回路の出力を
保持しその出力を前記バスに出力するnビット構成の第
3のレジスタとを設けたものである。
(作用) 本発明によれば、以上のようにガロア体演算器を構成し
たので、第1.第2のレジスタから出力されるベクトル
表現のデータは、第1.第2のベクトル指数変換回路で
指数表現のデータに変換され、否定回路を通して加算回
路で加算された後、指数ベクトル変換回路でベクトル表
現のデータに変換され、第3のレジスタを通してバスへ
出力される。これにより、簡単な制御と回路構成で、高
速のガロア体演算が行える。従って前記問題点を除去で
きるのである。
(実施例) 第1図は本発明の実施例を示すガロア体演算器の構成ブ
ロック図である。
このガロア体演算器は、外部とのデータ及び制御指令を
やりとりするシステムバス40を有し、そのシステムバ
ス40には図示されていないが制御指令を解読するデコ
ーダが接続されると共に、そのデコーダの出力に基づい
て動作する制御部41が接続されている。制御部41に
はシステムバス40より制御指令を受は取り、それに従
って各部の動作を指令するための複数の制御信号41a
 、 41b 、 41c 。
41dを出力する回路であり、カウンタ及びゲート回路
等で構成されている。
システムバス40にはnビット(例えば、8ビット)用
の第1.第2のレジスタ42−1.42−2が接続され
、さらにその第1.第2のレジスタ42−1゜42−2
に第1.第2のベクトル指数変換回路43−1゜43−
2がそれぞれ接続されている。第1.第2のレジスタ4
2−1.42−2は各制御信号41a 、 41bに基
づき、システムバス40上のデータをラッチし、そのラ
ッチしたデータXv、 Yvを所定のタイミングでそれ
ぞれ出力する回路である。第1.第2のベクトル指数変
換回路43−1.43−2は、各レジスタ42−1゜4
2−2の出力データXv、 Yvをベクトル表現のデー
タとみなし、それを指数表現のデータXe、 veにそ
れぞれ変換して出力する回路であり、2 バイト(例え
ば、256バイト)のROMでそれぞれ構成されている
第2のベクトル指数変換回路43−2は否定回路、例え
ば乗算除算切換回路44を介して加算回路45に接続さ
れ、また第1のベクトル指数変換回路43−1は直接に
その加算回路45に接続され、さらにその加算回路45
が指数ベクトル変換回路46、及び第3のレジスタ41
を介してシステムバス40に接続されている。
ここで、乗算除算切換回路44は、本演算器において乗
算を行うか、除算を行うかを選択するための乗除切換信
号である制御信号41cに基づき、第2のベクトル指数
変換回路43−2の出力データYeを無変換、あるいは
補数に変換してデータYc’の形で出力する回路である
。加算回路45は、2つの8ビットデータXe、 Ye
’を入力し、2°−’  (例工4f、255)を法と
した加算を行い、その加算結果データZeを出力する回
路である。指数ベクトル変換回路46は、加算回路45
の出力データZeを指数表現からベクトル表現のデータ
Zvに変換する回路であり、例えば256バイトのRO
Hr−fM成されている。第3のレジスタ47は、nビ
ット(例えば8ビット)で構成され、制御信号41dに
基づき、指数ベクトル変換回路46の出力データZvを
保持し、所定のタイミングでシステムバス40に出力す
る回路である。
第4図は第1図の乗算除算切換回路44の構成例を示す
回路図である。この乗算除算切換回路44は、8個の1
ビット用排他論理和回路50−1〜50−8により構成
されている。YeO〜Ye7は8ビットの入力データ、
Ye’O〜Ye’7は8ビットの出力データである。
第5図は第1図の加算回路45の構成例を示す回路図で
ある。この加算回路45は、2個の8ビット用加算器6
0−1.60−2で構成されている。各加算器60−1
.60−2は、入力端子A、 B、 Cin 、及び出
力端子S、Coutをそれぞれ有している。
以上のように構成されるガロア体演算器の動作を説明す
る。
第1図のシステムバス40に乗算コマンドとその被乗算
データが出力されると、制御部41は図示しないデータ
の出力信号に基づいてシステムバス40上の乗算コマン
ドを受は取り、乗算除算切換回路44に対して乗算切換
えを指定する制御信号41cを出すと共に、第1.第2
のレジスタ42−1.42−2に対してデータラッチ用
の制御信号41a 、 41bを出してシステムバス4
0上の被乗算データをその第1゜第2のレジスタ42−
1.42−2に記憶させる。第1゜第2のレジスタ42
−1.42−2は記憶しているデータXv、 Yvを第
1.第2のベクトル指数変換回lPr43−1゜43−
2にそれぞれ出力する。
第1.第2のベクトル指数変換43−1.43−2は、
256バイトROM ′cm成され、次のようにして入
力されたベクトル表現のガロア体データXv、 Yvを
指数表現のガロア体データXe、 Yeのそれぞれ変換
する。すなわち、ROMは入力アドレスを0番地から2
55番地まで持っているので、これをベクトル表現のガ
ロア体データに1対1で対応させ、レジスタ42−1.
42−2の出力データXV、 YVをそのままROMの
アドレス入力とする。ROMにはO〜255番地に対し
、その番地をガロア体のベクトル表現とみなしてそれを
指数表現に変換した値を予め書込んでおく。そうすると
、ベクトル表現のデータXv、 Yvが入力された時に
、それを指数表現に変換したデータXe、 YeがRO
Mの出力として得られる。このようにしてベクトル指数
変換回路43−1.43−2から出力されたデータXe
、 Yeのうち、XOはそのまま加算回路45へ入力さ
れ、Yeは第4図の乗算除算切換回路44へ入力される
第4図の乗算除算切換回路44は、制御信号41Cが乗
算の指定、すなわち0レベルであれば、8ビットの入力
データYe(−YcO〜Ye7 )を排他論理和回路5
0−1〜50−8を通してそのまま8ビットのデータY
e’  (=Ye’ O〜Ye’ 7 )として出力し
、制御信号41cが除算の指定、すなわちルベルであれ
ば、入力データYe (=YeO〜Ye7 )のすべて
のビットを反転させて出力する。この乗算除算切換回路
44の出力データYe’はベクトル指数変換回路43−
1の出力データXeと共に第5図の加算回路45へ入力
される。
第5図の加算回路45は、次のようにして入力された2
つのデータXc、 Ye’を255を法として加算し、
桁上がりは無視して下位8ビットの値をデータ2eとし
て出力する。すなわち、加算回路45における2つの加
算器60−1.60−2は、2つの入力端子AおよびB
の8ビットデータと入力端子Cinの1ビットデータを
加算し、結果を出力端子Sから出力する。そのとき桁あ
ぶれが生じていたならば、出力端子Cou tにit 
1 ++を出力し、桁あぶれの無い場合にはその出力端
子Cou tに“0”を出力する。
また、一方の8ビット加算器60−1の入力端子Cin
には常に“1”が入力され、他方の8ビット加算器60
−2の入力端子Bには常に255が入力されている。
そして加算回路45では、データXeとYe’の和が0
以上254以下の場合には8ビット加算器60−1の出
力端子・Sから(Xe+Ye’ + 1 )の値を出力
すると共に、出力端子Cou tに“0”を出力する。
8ビット加算器60−2では、入力端子Cinが“O”
であるから、(Xe+ye’ + 1 ’) +255
を計算するが、((Xe+Ye’ + 1 > +25
5 ) mod256= (Xe+Ye’ −)−25
5> mod256” ”Yo” mod256 となるので、出力端子Sの値が(Xe+Ye’ )とな
る。
次に、XeとYe’の和が255以上508以下の場合
には、8ビット加算器60−1の出力端子Sは(Xe+
Ye’+1)であり、その出力端子Cou tに111
11を出力する。8ビット加算器60−2では、入力端
子Cinが“1”であるから、(Xe−N’e’ + 
1 ) +255+1を計算するが、 ((Xe+Ye” + 1 > +255 + 1 )
 mo6256” ((Xe+Ye′−+−1)+’2
55 > mod256= (Xe+YO’ +1 )
 mod256= (Xe+Ye7−255 +256
 > mod256= (Xe+Ye′−255> m
od256となるので、出力端子Sの値が(Xe+Yc
′−255)となる。このようにして加算回路45はX
(3とYc’の255を法とする演算を行うと、その出
力データZeを出力して第1図の指数ベクトル変換回路
46へ与える。
第1図の指数ベクトル変換回路46は、256バイトの
ROM″”C’Jft4成され、ベクトル指数変換回路
43−1゜43−2と同様の原理に基づき、指数表現の
アドレスにそれに対応するベクトル表現の値をデータと
して予め書込んでおき、指数表現の入力データZeに対
応するベクトル表現のデータZvを読出し、それを出力
する。この出力データZvは第3のレジスタ47に入力
されて記憶される。
システムバス40に演算結果の読出しコマンドが出力さ
れると、制御部41はその読出しコマンドを受は取り、
第3のレジスタ47に対して制御信号41dを出し、そ
の第3のレジスタ41に記憶しているデータをシステム
バス40へ出力さぜる。以上のようにしてガロア体の乗
算が行われる。
次に、ガロア体の除算について説明する。
システムバス40に除算コマンドとその被除算データが
出力されると、制御部41はその除算コマンドを受は取
り、乗算除算回路44に対して除算切換えを指定する制
御信号41cを出す以外は、乗算の場合と同様にして演
算が進められる。除算の場合、乗算除算切換回路44の
出力データYe’はその入力データYeに対して各ビッ
トが反″転している。つまり、 Ye’ =255−Ye の関係がある。XeとYeとの差が正の場合(Xe≧Y
e)、 Xe+Ye′ =Xe+ (255−Ye) =255 + (Xe−Ye)≧255となるので、加
算回路45の出力データZeはZe=Xe+Yc’ −
255 =Xe −(255−Ye’ ) = Xe −Ye となる。また、XeとYeとの差が負の場合(Xe<v
e)、 Xe + Ye ′ =255 + (Xe−Ye) <255となるので、
加算回路45の出力データZcはZe=Xe+Ye” =Xe−Ye+255 となる。すなわち、どちらの場合にも、255を法とし
たXeとYeの差が計算される。加算回路45の出力デ
ータZeは、乗算の場合と同様にして指数ベクトル変換
回路46でベクトル表現に変換され、第3のレジスタ4
7を通してシステムバス40に出力される。
本実施例では、従来のようにマイクロプログラム制御の
ような複数な制御が不要になるため、演算処理速度の高
速化が可能になる。さらに図示しないコマンドのデコー
ダとレジスタ42−1.42−2゜41、ベクトル指数
変換器43−1.43−2と指数ベクトル変換回路46
の256バイトROM 、乗算除算切換回路44の排他
論理和回路、及び加算回路45の8ビット加算器といっ
た汎用性のある部分のみで構成されているため、ガロア
体演算器が小型に、がっ簡単に構成できる。また、各回
路が別個部品で構成されているなめ、ガロア体演算器の
動作確認も容易である。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。
(i) 入力データ数nを8ビット、法2°−1を25
5として説明したが、nは2のべき乗数であれば、他の
数でもよく、それに応じてレジスタ42−1゜42−2
.47等のビット容量を変えればよい。
(ii)  ベクトル指数変換回路43−1.43−2
、乗算除算切換回路44、加算回i¥845、及び指数
ベクトル変換回路46は、図示以外の囲路で構成しても
よい。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、ベクトル
表現から指数表現へのベクトル指数変換回路、指数表現
からベクトル表現への指数ベクトル変換回路、乗算と除
算を切換える否定回路、及び21−1を法とする加算回
路等で構成したので、簡単な制御で高速演算が行えるば
かりか、回路規模の小型化と回路構成の簡単化という効
果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すガロア休演算器の構成ブ
ロック図、第2図は従来のガロア体演算器の構成ブロッ
ク図、第3図は第2図の動作説明のための8ビット用シ
フトレジスタの構成ブロック図、第4図は第1図の乗算
除算切換回路の構成ブロック図、第5図は第1図の加算
回路45の構成ブロック図である。 40・・・・・・システムバス、41・・・・・・制御
部、41a〜41d・・・・・・制御信号、42−1.
42−2.47・・・・・・第1.第2、第3のレジス
タ、43−1.43−2・・・・・・ベクトル指数変換
回路、44・・・・・・乗算除算切換回路、45・・・
・・・加算回路、46・・・・・・指数ベクトル変換回
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、信号伝送用のバスと、 このバス上のコマンドを解析して制御信号を出力する制
    御部と、 前記制御信号に基づき前記バスを通して入力されたベク
    トル表現のnビットデータ(但し、nは複数)を保持す
    る第1および第2のレジスタと、この第1および第2の
    レジスタの出力をそれぞれ指数表現のデータに変換する
    第1および第2のベクトル指数変換回路と、 前記制御信号に基づき前記第2のベクトル指数変換回路
    の出力の反転を行う否定回路と、 2^n^−^1(但し、nは複数)を法として前記否定
    回路の出力と前記第1のベクトル指数変換回路の出力と
    を加算する加算回路と、 この加算回路の出力をベクトル表現のデータに変換する
    指数ベクトル変換回路と、 前記制御に基づき前記指数ベクトル変換回路の出力を保
    持しその出力を前記バスに出力するnビット構成の第3
    のレジスタとを、 備えたことを特徴とするガロア体演算器。 2、前記nビットは8ビットである特許請求の範囲第1
    項記載のガロア体演算器。
JP9284687A 1987-04-15 1987-04-15 ガロア体演算器 Pending JPS63276923A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6523054B1 (en) 1998-12-04 2003-02-18 Fujitsu Limited Galois field arithmetic processor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6523054B1 (en) 1998-12-04 2003-02-18 Fujitsu Limited Galois field arithmetic processor

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