數字電視廣播DVB—T系統中RS解碼器的設計與實現

孫思偉 張猛 周青 石潤彬 吳迪

摘要：該文介紹了歐洲地面數字視頻廣播標準DVB-T無線基帶接收機中的Reed-Solomon解碼器的算法及芯片實現。從解碼器的硬件架構到RTL實現，再到后端的版圖設計與驗證，該文對整個芯片的設計流程進行了系統的研究。

關鍵詞：Reed-Solomon編碼；數字芯片；DVB-T

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）25-5971-03

Reed-Solomon （RS）編碼是歐洲地面數字視頻廣播標準DVB-T中用于糾錯的信道編碼技術。作為DVB-T無線數字基帶接收機的重要組成部分，RS解碼器的設計對芯片的面積、成本和功耗都有影響。在參考文獻[1][2]中，作者對RS解碼器算法進行了描述。隨著集成電路制造工藝的進步，現在28nm CMOS工藝已經成為消費類電子設備芯片的主流。在新的工藝下如何進行RS解碼器設計的優化是一個值得探討的問題。該文針對DVB-T無線數字接收機中的RS解碼器算法和架構進行了研究，在完成RTL設計的基礎上，進行了詳細系統的后端版圖設計與仿真。不僅完成了RS解碼器的芯片設計全流程，而且進行了跨層次的面積和功耗優化。

1 RS解碼的原理和算法

RS解碼數學理論比較繁瑣，其中錯誤位置多項式及估計值多項式的求解成為解碼成功的關鍵。RS 解碼主要步驟如下：1） 求伴隨多項式S（x）；2） 計算錯誤位置多項式及估計值多項式；3） 求錯誤位置；4） 計算錯誤值；5） 完成糾錯。

具體由圖1所示：

2 RS解碼器的RTL實現

譯碼流程主要包括輸入并緩存碼字、計算碼字伴隨式S、計算差錯位置多項式lamda（x）、計算關鍵等式omega（x）、根據lamda（x）和omega（x）計算錯誤位置和錯誤圖樣、糾錯、輸出碼字，這幾個步驟，該文介紹的流水線結構如圖2所示。……