扩展汉明码的编解码器设计及其FPGA实现

采用扩展汉明码,实现了对汉明码纠、检错功能的扩展,使其功能扩展至一位纠错、两位检错。并且利用Verilog硬件语言对该编、解码方法进行了程序设计及仿真,最后下载至FPGA实现。结果证明,这种扩展汉明码的编、解码方法在不显著增加硬件资源的基础上,提高了传输数据的可靠性,具有非常现实的意义。     

基于FPGA的汉明码编译码系统

讨论了汉明码编译码基本原理,并在FPGA中对汉明码编译码原理进行验证仿真,在此基础上提出扩展汉明码的概念并进行仿真。这两种设计均下载至FPGA中实现,结果证明,本设计达到了纠错检错的要求,具有一定的实践指导意义。     

有限长度量子密钥的纠错误码率估计仿真分析

基于奇偶检错-汉明纠错算法的误码率后验分布参数，用仿真数据直接估计纠错后的误码率及其置信区间。实验利用了两个伪随机二进制序列替代原始量子密钥，长度为1.4×10-7，误码呈二项分布，通过奇偶检错后利用(7,4)汉明码对奇偶性不一致的码字进行纠错。实验结果表明：当初始误码率为3%时，通过一次检错、纠错，误码率降至2.47×10-3，置信度为95%的上限值为2.77×10-3；当初始误码率为0.1%时，通过一次纠错，误码率降至1.43×10-7，置信度为95%的上限值为10.54×10-7。该方法有效地估计了奇偶-汉明纠错码对有限长度原始量子密钥纠错后的误码率，为量子密钥分配后续处理提供了可靠的数据支持。     

一种单片机串行通信中的差错控制方案

本文提出了一种单片机串行通信的纠检错方案,本方案是CRC码和汉明码的一种结合,使得在单片机串行通信中,实现既可纠错又可检错。     

差错控制在单片机串行通信中的应用

提出了利用CRC码和汉明码相结合,实现单片机串行通信的检错和纠错的方法,提高了单片机串行通信的可靠性。     

一种ECC校验算法的设计与实现

电可擦除可编程存储器(EEPROM)由于工艺结构的局限性而导致数据在存储过程中存在小概率的位反转问题。为解决该现象,设计了基于汉明码的纠错码(ECC)校验系统。结合EEPROM的结构特点和数据存储模式,该系统包含ECC校验码计算模块和数据检错纠错模块,每32 bit数据生成6 bit ECC校验码,具有1 bit/32 bit的纠错力。采用硬件描述语言Verilog HDL设计并实现了该ECC验证系统,并将其应用于基于串行外设接口(SPI)的EEPROM。仿真结果表明ECC验证系统可以保证数据的正确率,提高存储系统的可靠性。     

一种抗SEU存储器电路的FPGA设计

为了改善星载存储器的抗SEU性能,增加星载存储器在空间使用的灵活性,文中基于ACTEL公司的ProAsic系列A3P400FPGA并采用扩展汉明码和TMR两种检错纠错方法相结合的方式,同时使用可变内存配置方案,设计了一种新型的抗SEU存储器电路。与传统的EDAC芯片相比,本设计不仅可以对出错数据进行修正而且还可以实时的进行回写。     

三值光学计算机解码器的信号判定系统设计

针对三值光学计算机解码器需要将三态光信号转换为三值电信号问题,基于光波偏振态的斯托克斯矢量原理,提出了三态光信号判定原理,并给出四种判定方法。为了便于工程实现,将振幅式三态光信号判定方法简化为运算器镜像式三态光信号判定方法,以此为基础制作了百位以上三值光学计算机解码器。对百位三值光学计算机编码器的输出进行了解码实验,实验结果验证了运算器镜像式三态光信号判定系统理论上的正确性和工程上的可行性。     

三值光计算机百位量级解码器的设计

提出了一种用半反半透平面镜、检偏器、微透镜阵列、二维并行光电二极管阵列探测器、SRAM存储器阵列和嵌入式系统构建三值光学解码器的方法,实现将三值光学运算器的运算结果从二维线偏振光信号并行转换为三值电信号.以CMOS图像传感器和32位嵌入式系统为核心设计并实现了百位量级三值光学解码器的模拟装置,对三值逻辑光学运算器的输出结果进行了解码实验,结果表明.解码准确率达到100%,可处理的数据宽度达到128位以上,且易扩展到千位和万位量级.同已有光计算实验系统的解码装置相比,其最大的优点是,高数据宽度、可编程性、可控制性和高扩展性.     

基于VHDL的混合差错控制方案

混合纠错是数字通信中用于差错控制的主要方式之一.本文分析了汉明码（Hamming code）与循环冗余校验（CRC）的特点,提出了将CRC码和汉明码结合在一起实现混合纠错的方案,并根据CRC及汉明码的编译码特点及纠错原理,用硬件描述语言VHDL对其功能进行了描述,给出了程序的主要源代码及仿真结果.结果显示,这种混合纠错方式不仅可以纠正1位错码,还能检测出多位错码.     

海明码纠错在无线遥控中的应用

海明码是一种具有前向纠错能力的编码方式，在接收端对数据进行纠错处理，而不需要请求发送端再次发送，可以从错误的数据中获取到原本正确的数据。文中从理论上推导了海明码的实现方式，并且编程模拟了整个海明码纠错的过程。可以为一些远距离无线遥控且没有反馈的场合提供一个更可靠的数据编码方案。     

Estimating the fraction of erasure patterns correctable by linear codes

The conditional probability (fraction) of the successful decoding of erasure patterns of high (greater than the code distance) weights is investigated for linear codes with the partially known or unknown weight spectra of code words. The estimated conditional probabilities and the methods used to calculate them refer to arbitrary binary linear codes and binary Hamming, Panchenko, and Bose–Chaudhuri–Hocquenghem (BCH) codes, including their extended and shortened forms. Error detection probabilities are estimated under erasure-correction conditions. The product-code decoding algorithms involving the correction of high weight erasures by means of component Hamming, Panchenko, and BCH codes are proposed, and the upper estimate of decoding failure probability is presented.     

An Extensible Code for Correcting Multiple Cell Upset in Memory Arrays

As the microelectronics technology continuously advances to deep submicron scales, the occurrence of Multiple Cell Upset (MCU) induced by radiation in memory devices becomes more likely to happen. The implementation of a robust Error Correction Code (ECC) is a suitable solution. However, the more complex an ECC, the more delay, area usage and energy consumption. An ECC with an appropriate balance between error coverage and computational cost is essential for applications where fault tolerance is heavily needed, and the energy resources are scarce. This paper describes the conception, implementation, and evaluation of Column-Line-Code (CLC), a novel algorithm for the detection and correction of MCU in memory devices, which combines extended Hamming code and parity bits. Besides, this paper evaluates the variation of the 2D CLC schemes and proposes an additional operation to correct more MCU patterns called extended mode. We compared the implementation cost, reliability level, detection/correction rate and the mean time to failure among the CLC versions and other correction codes, proving the CLCs have high MCU correction efficacy with reduced area, power and delay costs.     

高速数据通信及其差错控制研究

提出一种基于嵌入式时钟的高速数据通信方案及其差错控制编译码算法,并分析了性能。采用信道编码调制技术将时钟信息嵌入到高速串行数据流中,实现自同步传输,突破了外同步方式下传输距离和传输速率的上限,使远程传输带宽达3Gbps以上。针对高速调制信道的特点,在经典汉明码基础上引入交织技术,把可能存在的连续误码转为单个随机错误,简化了差错控制算法的复杂度,提高了编码效率和纠错性能。其编译码电路延时小、易实现、码率易控,方便高速数据通信系统应用,且能显著改善低信噪比条件下传输的可靠性。     

误码条件下LDPC码参数的盲估计

针对非合作信号处理中LDPC码（Low-Density Parity-Check）的盲识别问题,提出了一种容错能力较强的开集识别算法.该算法通过对码字矩阵进行高斯约旦消元找到汉明重量较小的"相关列",并根据"相关列"中所包含的约束关系求得LDPC码的校验向量,然后剔除"相关列"中为"1"位置对应的错误码字.若根据高斯约旦消元求校验向量和剔除错误码字进行迭代无法得到更多校验向量,则对得到的这些校验向量进行稀疏化,再进行译码纠错.最后,综合利用校验向量的求解,错误码字的剔除,校验向量稀疏化,LDPC码译码进行迭代,实现LDPC码校验矩阵的有效重建.仿真结果表明,对于IEEE 802.16e标准中的（576,288）LDPC码,在误比特率为0.0022时,本文算法仍可以达到较好的识别效果.     

基于一种交织码的多位翻转容错技术研究

随着技术的发展和核心电压的降低,存储器更易受瞬时错误（软错误）影响,成为影响航天器件可靠性的主要原因。错误检测与纠正（EDAC）码（也称错误纠正码）常用来对SRAM型存储器中的瞬时错误进行纠正,由单个高能粒子引起的多位翻转错误（SEMU）是普通纠一检二（SEC-DED）编码所无法处理的。提出了一种交织度为2的(26,16)交织码,该码由两个能纠正一位随机错误、二位突发错误的(13,8)系统码组成,(26,16)交织码能够纠正单个码字中小于二位的随机错误和小于四位突发错误（DEC-QAEC）。通过理论分析和硬件平台实验表明,该交织码在存储资源占用率、实时性相当情况下可靠性优于同等长度的SEC DED码,能有效提高SRAM型存储器抗多位翻转错误的能力。      

基于光码分多址信道特性的RS码性能分析

纠错码广泛应用于数字通信系统中,也是数字通信课程教学中的一个重要内容。为了使学生对纠错码的性能有更深入的理解和体会,本文在分析光码分多址系统(OCDMA)信道特性的基础上,研究了RS码的纠错性能,得出了具体的误码率表达式。分析结果表明,RS纠错码能有效改善OCDMA系统的误码率性能,提高了OCDMA系统的可靠性。     

基于枚举错误向量的 McEliece 公钥密码体制攻击方法

对McEliece（M）公钥密码体制的安全性进行研究,该体制中错误向量的汉明重量相对于码长较小,而基于Goppa码的M公钥密码体制存在低重量的公开码字。基于以上分析,提出了枚举错误向量的攻击算法。重点分析了算法中错误翻转比特个数和算法迭代次数等参数对正确解密概率的影响,利用所提算法分析了基于（1024,524,101）Goppa的M体制安全性。从算法正确解密概率和工作因子2个方面进行仿真分析,仿真实验表明所提算法在码重较低的情况下具有优异的性能。