KR19980026491A - 디지털 신호계의 에러와 이레이저의 정정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 디지털 신호계의 에러와 이레이저의 정정장치가 개시된다.

서로 다른 에러 정정 코드로 이루어진 디지털 신호계의 에러와 이레이저의 정정장치는 데이터 저장부; 상기 데이터 저장부의 데이터에 에러 유무를 검출하는 신드롬 계산부; 상기 신드롬 계산부의 결과 에러가 검출되면, 에러 위치 다항식의 근을 계산하여 에러 위치를 결정하는 에러 위치 계산부; 상기 에러 위치 계산부에서 결정된 에러 위치에서 에러 추정다항식을 이용해 에러값을 계산하는 에러값 계산부; 상기 에러값 계산부의 결과 에러값이 0이 아닌 경우 + 증가시키는 에러 갯수 카운터; 상기 에러 갯수 카운터가 +1 증가시킨 경우에만 상기 에러 위치 계산부의 에러 위치를 저장하는 에러 위치 저장부; 상기 에러값 계산부의 에러값을 저장하는 에러값 저장부; 및 상기 에러 위치값과 상기 에러값을 수신하여 에러 정정을 하여 상기 데이터 저장부에 출력하는 에러 정정부를 포함한다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이레이저가 있으면 무조건 에러로 판정하던 종래의 방법 대신에 이레이저 플랙이 있더라도 실제로 에러인 데이터만을 정정함으로써 데이터 메모리와 에러 정정 회로간의 인터페이스 타임을 줄이는 효과를 갖는다.

Description

디지털 신호계의 에러와 이레이저의 정정장치.

본 발명은 디지털 신호계의 에러와 이레이저의 정정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 같은 정정 능력을 가지면서 정정 시간을 최소화하는 에러와 이레이저의 정정장치에 관한 것이다.

데이터의 신뢰성을 높이기 위해 원래의 데이터에 근거한 부가적인 데이터를 추가하여 코드 워드(cord word)를 구성하는 것이 신호계의 기본이다. 이러한 코드 워드들은 최소거리 d를 갖게 되고, 이 최소거리 d 값에 따라 그 코드 워드의 정정 능력이 정해지게 된다. 원래의 데이터가 신호계를 거치는 동안 원래의 값을 잃어버리는 경우가 발생하는데, 이와 같은 데이터는 코드 워드 내의 위치를 알 수 있는 이레이저(erasure)와 위치를 알 수 없는 에러(error)로 구별된다.

최소거리 d를 갖는 코드 워드는 t개의 이레이저와 e개의 에러를 (2t + e) d의 식을 만족하는 조건으로 정정할 수 있다.

보통 디지털 신호계에서는 두 가지의 코드워드를 중복배치함으로써 에러정정률을 높이고 있다. 첫 번째 코드 워드에 대한 정정을 진행하면서 두 번째 코드 워드 정정을 위한 이레이저를 각 심볼에 부가하고, 두 번째 코드 워드 정정시에 그 이레이저를 이용하여 (2t + e) d의 이레이저와 에러 정정을 수행하게 된다. 이 과정에서 이레이저가 발생한 심볼이 실제로는 오류치가 아닌 정확한 값이라도 오류 데이터로 판정하여 정정을 진행하기 때문에 시간적인 제약을 받는 시스템과 최소거리 d가 큰 시스템에서는 제약점으로 작용하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 시간적인 제약을 받는 디지털 시스템에서 같은 정정 능력을 가지면서 정정 시간을 최소화하는 에러와 이레이저의 정정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 에러와 이레이저 정정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서로 다른 에러 정정 코드로 이루어진 디지털 신호계의 에러와 이레이저의 정정장치는 데이터 저장부; 상기 데이터 저장부의 데이터에 에러 유무를 검출하는 신드롬 계산부; 상기 신드롬 계산부의 결과 에러가 검출되면, 에러 위치 다항식의 근을 계산하여 에러 위치를 결정하는 에러 위치 계산부; 상기 에러 위치 계산부에서 결정된 에러 위치에서 에러 추정다항식을 이용해 에러값을 계산하는 에러값 계산부; 상기 에러값 계산부의 결과 에러값이 0이 아닌 경우 + 증가시키는 에러 갯수 카운터; 상기 에러 갯수 카운터가 +1 증가시킨 경우에만 상기 에러 위치 계산부의 에러 위치를 저장하는 에러 위치 저장부; 상기 에러값 계산부의 에러값을 저장하는 에러값 저장부; 및 상기 에러 위치값과 상기 에러값을 수신하여 에러 정정을 하여 상기 데이터 저장부에 출력하는 에러 정정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 에러와 이레이저 정정장치를 나타낸 도면으로서, 참조부호 100은 데이터 저장부를, 참조부호 102는 신드롬 계산부를, 참조부호 103은 에러위치 계산부를, 참조부호 106은 에러값 계산부를, 참조부호 108은 에러 갯수 카운터를, 참조부호 110은 에러 위치값을 저장하는 에러 위치 레지스터를, 참조부호 112는 에러값을 저장하는 에러값 레지스터를 참조부호 114는 에러 정정부를 각각 나타낸다.

데이터 저장부(100)로부터 출력된 소정의 데이터는 신드롬 계산부(102)에서 에러 유무가 검출된다. 만약 신드롬 계산부(102)에서 계산된 값에 의해 에러가 발생한 경우, 에러 위치 계산부(104)에서는 에러 위치 다항식의 근을 계산하여 에러의 위치를 결정하게 되고, 에러 위치가 결정되면, 에러값 계산부(106)에서는 에러 추정 다항식을 이용하여 에러 값을 구하게 된다. 이 때, 현재 진행되고 있는 에러 정정이 이레이저를 이용하는 에러 정정의 방법이면, 이레이저의 위치값은 언제나 에러 위치 다항식의 근이 되어 에러값을 계산하게 된다. 계산된 에러값이 0이 아니면, 에러 갯수 카운터(108)를 +1 증가시키면서 에러 위치 및 에러 값을 에러 위치 레지스터(110)와 에러값 레지스터(112)에 각각 저장한다. 이와 같이 에러 위치 계산부(104)에서 에러 위치 다항식의 근을 모두 계산한 후, 에러 개수만큼의 에러 위치와 그에 상응하는 에러값이 저장된 각 레지스터(110)(112)에서, 에러 위치와 에러값이 에러 정정부(114)로 출력되어, 에러 정정되고, 정정된 데이터가 최종적으로 데이터 메모리(100)에 저장되게 된다.

본 발명에서는 이레이저의 발생량을 2t d의 범위로 제한하고 이레이저가 있는 심볼의 데이터가 실제의 오류치인지를 판단하여 정정이 필요없는 데이터이면, 총 발생 에러 개수에서 제외시킴으로써 에러 정정부(114)와 데이터 저장부(100)의 인터페이스를 최소화시켜 정정시간을 최소화시키게 된다.

디지털 신호계에서는 데이터의 신뢰성을 높이기 위해 원래의 데이터에 리드 솔로몬 코드와 같은 이론적인 계산에 의한 에러 검출과 정정을 위한 부가적인 데이터 즉, 패리티를 더하여 신호를 전달하게 된다. 보통의 경우, 이런 데이터 블럭은 두 가지의 다른 코드로 구성되어 에러 정정의 확률를 높여주고 있다. 예를 들면, 디지털 비디오 디스크(DVD)에서 도입된 리드-솔로몬 코드는 PI 코드(182, 172, 10)과 PO 코드(208, 196, 16)로 한 블럭을 구성한다. PI 코드에 의한 정정은 182개 코드 워드에 대해 먼저 진행하고, 그 뒤에 PO 코드에 의한 정정은 208개 코드워드에 대해서 진행하게 된다. PI 코드는 최소거리 d = 10 이므로 에러만 정정을 할 경우에는 5개까지 에러 정정을 할 수 있고, 이레이져 정정을 진행할 경우, (2t + e ≤ 10)의 식에 따라 최대 10개까지 정정할 수 있다. PO 코드는 최소거리 d = 16이므로 에러만 정정시에는 8개까지 정정이 가능하고, 이레이저 정정시에는 (2t + e ≤ 16)에 의해 최대 16개까지 정정이 가능하다.

도 2는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2를 참조하여 도 1에 도시된 장치를 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 에러 정정의 첫 번째 단계로서, 데이터 메모리(100)로부터 읽은 데이터는 신드롬 계산부(102)에서 수학식 1과 같이 표현된 신드롬(Syndrome)을 계산한다.(200단계)

수학식 1에 의해 계산된 신드롬 값을 가지고 데이터(코드)의 에러 유무를 판단한다.(210단계) 즉, 계산된 신드롬의 값이 0이면 에러가 없는 블럭으로 판단하고, 그 코드워드에 대한 에러정정을 마친다. 그러나, 신드롬의 값 중 하나라도 0이 아니면, 에러 정정을 시작하게 된다.

에러 위치 계산부(104)에서는 신드롬 값을 이용하여 오류 위치를 알기 위한 오류(ERRATA) 위치 다항식을 계산한다.(220단계) 여기서, 오류 위치 다항식은 에러 위치 다항식과 이레이저 위치 다항식을 곱한 것과 같다. 수학식 2는 에러 위치 다항식을, 수학식 3은 이레이저 위치 다항식을 각각 표현한다.

여기서, ν는 에러 개수를 나타낸다.

여기서, ν는 에러 개수를 나타낸다.

에러값 계산부(106)에서는 다음의 수학식 4와 같이 표현되는 오류 추정 다항식으로부터 오류의 크기를 계산한다.(230단계)

이와 같이 오류 위치 다항식의 근을 구하면(240단계), 에러의 위치가 되고, 이 위치에서 에러 추정 다항식을 통해 에러값을 구한다. 에러값이 구해지면 그 위치의 코드 데이터와 더하여 에러 정정을 완료한다(250단계).

본 발명에서는 에러의 위치 다항식의 근을 구하기 위해 에러 위치 다항식에 α를 계속 곱하여 신드롬을 다시 한 번 구하는 방법으로 에러 정정의 안정성을 꾀한다. 신드롬의 계산은 데이터가 저장되어 있는 메모리(100)에서 데이터를 하나씩 리드하면서 신드롬을 계산하고, 같은 시간에 에러 위치 다항식에 α를 곱해 나간다. 에러 위치 다항식의 근을 통해 에러의 위치가 판단되면, 에러의 값을 확인한다. 여기서 에러의 값이 모두 0이면, 에러의 위치는 이레이저 등에 의해 계산되었으나 실제의 에러는 아니므로 메모리의 데이터를 신드롬의 계산식에 대입한다. 에러 위치 다항식이 에러의 위치를 알릴 때, 에러의 값이 0이 아니면 에러가 실제 발생하였으므로 신드롬 계산에 사용되는 데이터는 메모리의 데이터와 에러 값을 더한 값이 된다. 이 때 이 코드워드의 에러 발생갯수를 저장하는 에러 갯수 카운터(108)의 값을 하나 증가시킨다. 또한, 이때 에러 값을 메모리의 데이터에 더하여 에러의 위치와 메모리 데이터와 에러 값을 더한 값을 각각의 레지스터에 저장해 놓는다.

이상과 같은 작업을 계속하여 최종 신드롬이 0이면 지금까지의 에러 정정이 정확히 이루어졌으므로 에러 개수만큼의 에러의 위치에서 정정된 데이터를 읽어서 에러 위치 레지스터에 쓰여 있는 메모리의 위치에 정정된 데이터를 라이트하여 한 개의 코드워드에 대한 에러 정정을 마치게 된다. 그러나 최종 신드롬이 0이 아닌 경우는 지금까지 진행한 에러 정정의 신뢰성이 없으므로 에러 개수, 에러 위치, 정정된 데이터들의 ECC 단위 블럭에서의 코드워드의 위치값의 형식으로 저장한다. 이렇게 저장된 이레이저 값들은 다른 코드로 에러 정정을 할 때 에러 위치값 계산에 쓰이게 된다. 예를 들어, DVD 응용 시스템에서는 PI 코드(182, 172, 10)과 PO 코드(208, 192, 16)를 적용하여 오류정정을 한다. PI 코드와 PO 코드에 대한 정정을 반복하여 수행함으로써 에러 정정 능력을 높이고, 또한, 에러의 오정정을 방지하고 있다. PI에서 저장된 이레이저 플랙 레지스터 값들은 PO 코드 정정시에 에러 위치 다항식의 근을 찾는데 사용되며, PO 정정시에 사용된 이레이저 플랙 레지스터 값들은 PI 코드의 정정을 할 때의 에러 위치 다항식의 근을 찾는데 사용된다. 그러나, PI코드와 PO코드 정정시에 만들어지는 이레이저 들은 한 코드워드를 나타낼 뿐, 그 코드워드 내의 어느 심볼이 에러위치라는 말은 아니다. 즉, PI 정정시에는 182개의 심볼을 가지고 있는 코드워드 208개 정정을 하는데, 이 때 만들어지는 이레이저 플랙은 (182 * 208) 매트릭스상의 위치가 아닌 208개 코드 워드 증의 위치 정보만을 알려주는 정보이다. 이 이레이저 정보를 이용함에 있어서, 이레이저 플랙이 있다고 무조건 에러가 있다는 것은 아니다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이레이저가 있으면 무조건 에러로 판정하던 종래의 방법 대신에 이레이저 플랙이 있더라도 실제로 에러인 데이터만을 정정함으로써 데이터 메모리와 에러 정정 회로간의 인터페이스 타임을 줄이는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 서로 다른 에러 정정 코드로 이루어진 디지털 신호계의 에러와 이레이저의 정정장치에 있어서,

   데이터 저장부;

   상기 데이터 저장부의 데이터에 에러 유무를 검출하는 신드롬 계산부;

   상기 신드롬 계산부의 결과 에러가 검출되면, 에러 위치 다항식의 근을 계산하여 에러 위치를 결정하는 에러 위치 계산부;

   상기 에러 위치 계산부에서 결정된 에러 위치에서 에러 추정다항식을 이용해 에러값을 계산하는 에러값 계산부;

   상기 에러값 계산부의 결과 에러값이 0이 아닌 경우 + 증가시키는 에러 갯수 카운터;

   상기 에러 갯수 카운터가 +1 증가시킨 경우에만 상기 에러 위치 계산부의 에러 위치를 저장하는 에러 위치 저장부;

   상기 에러값 계산부의 에러값을 저장하는 에러값 저장부; 및

   상기 에러 위치값과 상기 에러값을 수신하여 에러 정정을 하여 상기 데이터 저장부에 출력하는 에러 정정부를 포함하는 디지털 신호계의 에러와 이레이저의 정정장치.