LDPC编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算单元，包括：移位单元、异或单元和通用寄存器，其中，移位单元，用于将向量移位指定位数，以得到移位结果；异或单元，与所述移位单元和所述通用寄存器相连接，用于接收来自所述移位单元中的所述移位结果，并将所述移位结果与所述通用寄存器中的存储值相异或，以得到异或结果；通用寄存器，用于保存来自所述异或单元中的所述异或结果，并传送所述异或结果。本发明专利技术还提供了一种用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算方法。通过本发明专利技术的技术方案，简化了LDPC编码器的结构，将繁琐的控制流简化为指令的控制，提高了各个功能部件的运行效率，提高吞吐率。

【技术实现步骤摘要】
LDPC编码器
本专利技术涉及一种针对矩阵与向量乘运算的低密度奇偶校验码(LowDensityParityCheckCode，LDPC)编码器及其方法，特别地，涉及用于优化LDPC编码过程的矩阵与向量乘法单元
技术介绍
LDPC码广泛应用于高速无线通信系统的信道编码，并将在高性能固态存储系统中应用。在《Efficientencodingoflow-densityparity-checkcodes》([J].IEEETransInformationTheory,2001,47(2):638–656)中提出了RU编码算法，将校验矩阵变换为准下三角矩阵，利用Gauss法求解方程以完成编码。而在《在线可编程QC-LDPC码高速编码器结构》(清华大学学报(自然科学版)2009年第49卷第7期1025-1018页)提出了支持可变参数的准循环低密度奇偶校验码编码器结构。
技术实现思路
现有的LDPC编码技术从结构上看，功能模块和控制单元较多，较为复杂，软硬件功能模块定义不清，各个功能模块的利用率不高，编码的吞吐率不高。而且不够灵活，不能适用于结构不同的准循环校验矩阵。本专利技术简化了LDPC编码器的结构，将繁琐的控制流简化为指令的控制，将矩阵求逆等复杂运算改为线下软件工作，提高了各个功能部件的运行效率，提高吞吐率，可以适用于不同结构和码率的准循环校验矩阵的编码。本专利技术的一个目的在于高效地实现用于LDPC编码的矩阵与向量乘计算单元。将计算过程在硬件与可编程微码指令之前合理分配。根据本专利技术的一个方面，提供了一种矩阵与向量乘运算单元，包括：移位单元、异或单元和通用寄存器，其中，移位单元，用于将向量移位指定位数，以得到移位结果；异或单元，与所述移位单元和所述通用寄存器相连接，用于接收来自所述移位单元的所述移位结果，并将所述移位结果与所述通用寄存器中的存储值相异或，以得到异或结果；通用寄存器，用于保存来自所述异或单元的所述异或结果。根据本专利技术的一个实施方式，进一步包括：指令存储器，用于存储指令，所述指令包括第一指令，其中，所述第一指令指示所述移位单元将向量移位指定位数和指示所述异或单元将所述移位结果与所述存储值相异或。根据本专利技术的一个实施方式，所述移位单元，响应于执行所述指令存储器中的第一指令，对所述第一指令所指定的向量移位，并将移位结果提供给所述异或单元，其中移位的位数由所述第一指令指定；所述异或单元，响应于执行所述指令存储器中的第一指令，将所述移位结果与所述通用寄存器的值进行异或操作，并将异或结果存储到通用寄存器中。根据本专利技术的一个实施方式，进一步包括：数据存储器，与所述移位单元和所述通用寄存器相连接，用于存储向量。根据本专利技术的一个实施方式，所述指令包括第二指令，响应于执行所述指令存储器中的所述第二指令，将所述第二指令所指定的所述数据存储器中的向量加载到所述通用寄存器。根据本专利技术的一个实施方式，所述指令包括第三指令，响应于执行所述指令存储器中的所述第三指令，存储所述通用寄存器中的值。根据本专利技术的一个实施方式，进一步包括源寄存器，与所述数据存储器和所述移位单元相连接，用于接收来自所述数据存储器的向量并将向量提供给所述移位单元。根据本专利技术的一个实施方式，所述第一指令通过寻址方式在所述源寄存器或所述数据存储器中寻找到将要加载的向量，将所述向量传送给所述移位单元。根据本专利技术的一个实施方式，响应于执行所述指令存储器中的所述第二指令，将所述第二指令所指定的向量加载到所述源寄存器。根据本专利技术的一个实施方式，进一步包括控制单元，与所述指令存储器相连接，用于从所述指令存储器中读取指令，并依据所述指令控制所述数据存储器、所述移位单元、所述异或单元、通用寄存器和/或源寄存器。根据本专利技术的一个实施方式，其中所述第一指令为Shift_XOR指令。根据本专利技术的一个实施方式，其中所述第二指令为LOAD指令。根据本专利技术的一个实施方式，其中所述第三指令为STORE指令。根据本专利技术的第二方面，提供了一种矩阵与向量乘运算方法，包括以下步骤：初始化通用寄存器；通过连续执行多条第一指令来重复执行将向量移位指定位数并与通用寄存器的内容相异或并将异或结果存储在所述通用寄存器中的操作，其中所述第一指令的每一条指示所述指定位数；存储通用寄存器中的值。根据本专利技术的第二方面的一个实施方式，进一步包括：从数据存储器取得向量。根据本专利技术的第二方面的一个实施方式，进一步包括：将向量加载到源寄存器。根据本专利技术的第二方面的一个实施方式，进一步包括：将通用寄存器中的值存储到数据存储器。根据本专利技术的第三方面，提供了一种矩阵与向量乘运算设备，包括：用于初始化通用寄存器的装置；用于通过连续执行多条第一指令来重复执行将向量移位指定位数并与通用寄存器的内容相异或并将异或结果存储在所述通用寄存器中的操作的装置，其中所述第一指令的每一条指示所述指定位数；用于存储通用寄存器中的值的装置。根据本专利技术的第四方面，提供了一种用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算方法，包括以下步骤：指示加载向量；指示将向量移位指定位数以得到移位结果，并将移位结果与存储值相异或以得到异或结果；指示存储异或结果。根据本专利技术的第五方面，提供了一种用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算设备，包括：用于指示加载向量的装置；用于指示将向量移位指定位数以得到移位结果以及将移位结果与存储值相异或以得到异或结果的装置；用于指示存储异或结果的装置。根据本专利技术的第六方面，提供一种包含计算机程序代码的计算机程序，当被载入计算机系统并在计算机系统上执行时，所述计算机程序代码使所述计算机系统执行根据本专利技术第二方面提供的矩阵与向量乘运算方法或者根据本专利技术第四方面提供的用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算方法。根据本专利技术的第七方面，提供一种包括程序代码的程序，当被载入存储设备并在存储设备上执行时，所述计程序代码使所述存储设备执行根据本专利技术第二方面提供的矩阵与向量乘运算方法或者根据本专利技术第四方面提供的用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算方法。本专利技术所述用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算单元及其方法简化了LDPC编码器的结构，将繁琐的控制流简化为指令的控制，提高了各个功能部件的运行效率，提高吞吐率。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中：图1示出了根据本专利技术一个实施方式的用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算单元的结构示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施方式的用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算单元的结构示意图；图3示出了根据本专利技术另一个实施方式的用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算单元的结构示意图；图4示出了根据本专利技术另一个实施方式的用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算单元的结构示意图；图5示出了根据本专利技术另一个方面的用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算方法的流程图；图6示出了根据本专利技术另一个方面的用于LDPC编码的矩阵与向量乘运算设备的结构示意图。在附图中，使用相同或类似的标号来指代相同或类似本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩阵与向量乘运算单元，包括：移位单元、异或单元和通用寄存器，其中，移位单元，用于将向量移位指定位数，以得到移位结果；异或单元，与所述移位单元和所述通用寄存器相连接，用于接收来自所述移位单元的所述移位结果，并将所述移位结果与所述通用寄存器中的存储值相异或，以得到异或结果；通用寄存器，用于保存来自所述异或单元的所述异或结果。

【技术特征摘要】
1.一种矩阵与向量乘运算单元，包括：移位单元、异或单元和通用寄存器，其中，移位单元，用于将向量移位指定位数，以得到移位结果；异或单元，与所述移位单元和所述通用寄存器相连接，用于接收来自所述移位单元的所述移位结果，并将所述移位结果与所述通用寄存器中的存储值相异或，以得到异或结果；通用寄存器，用于保存来自所述异或单元的所述异或结果。2.根据权利要求1所述的矩阵与向量乘运算单元，进一步包括：指令存储器，用于存储指令，所述指令包括第一指令，其中，所述第一指令指示所述移位单元将向量移位指定位数以得到移位结果和指示所述异或单元将所述移位结果与所述存储值相异或。3.根据权利要求2所述的矩阵与向量乘运算单元，其中，所述移位单元，响应于执行所述第一指令，对所述第一指令所指定的向量移位，并将移位结果提供给所述异或单元，其中移位的位数由所述第一指令指定；所述异或单元，响应于执行所述第一指令，将所述移位结果与所述通用寄存器的值进行异或操作，并输出异或结果；以及所述异或结果被存储到通用寄存器中。4.根据权利要求1-3之一所述的矩阵与向量乘运算单元，进一步包括：数据存储器，与所述移位单元和所述通用寄存器相连接，用于存储向量。5.根据权利要求1-4所述的矩阵与向量乘运算单元，其中，所述指令包括第二指令，响应于执行所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明浩，
申请(专利权)人：北京忆芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11