CCSDS RS Decoder

Декодируйте и восстановите сообщение с кодовой комбинации RS согласно стандарту CCSDS

Библиотека:
Wireless HDL Toolbox / Выявление ошибок и Коррекция

Описание

Блок CCSDS RS Decoder декодирует и восстанавливает сообщение с кодовой комбинации Тростника-Solomon (RS) по данным Консультативного Комитета по Системам передачи и обработки данных Пробела (CCSDS) стандарт [1]. Блок принимает данные о кодовой комбинации и samplecontrol соедините шиной и выводит декодируемые данные о сообщении, samplecontrol соедините шиной, сигналы средств управления, которые указывают, повреждаются ли декодируемые данные и готов ли блок принять данные и дополнительный сигнал обеспечить количество откорректированных ошибок. Блок обеспечивает архитектуру, подходящую для аппаратного развертывания и генерации HDL-кода.

Поскольку задержка блока варьируется, блок предоставляет выходному порту nextFrame, который указывает, когда блок готов принять новые входные данные о кодовой комбинации. Для получения дополнительной информации о задержке блока, смотрите раздел Algorithm.

Блок также поддерживает сокращенные длины сообщения. Можно использовать этот блок в приемнике CCSDS для спутниковой связи.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`data` — Введите данные о кодовой комбинации
целое число в диапазоне от 0 до 255

Введите данные о кодовой комбинации в виде целого числа в диапазоне от 0 до 255. Это целое число представляет символ.

Блок принимает максимальное значение 255 x I и минимальное значение (255 – k + 1) x I для количества входных символов кодовой комбинации на систему координат. k является длиной сообщения, заданной параметром Message length (k). I является чередующейся глубиной, заданной параметром Interleaving depth (I). Количество входных символов кодовой комбинации должно быть интегральным кратным I.

Блок поддерживает компенсационные входные кадры для:

Коды во всю длину, когда вы устанавливаете Message length (k) на 223 и Interleaving depth (I) к 3, 4, 5, или 8
Коды во всю длину, когда вы устанавливаете Message length (k) на 239 и Interleaving depth (I) к 1, 2, 3, 4, 5, или 8

Блок не поддерживает компенсационные входные кадры для:

Сокращенные коды для любого Message length (k) и значений Interleaving depth (I)
Коды во всю длину, когда вы устанавливаете Message length (k) на 223 и Interleaving depth (I) к 1 или 2

double и single типы данных позволены для симуляции, но не для генерации HDL-кода. Для генерации HDL-кода задайте это значение в fixdt(0,8,0) или uint8 формат.

Типы данных: double | single | uint8 | fixdt(0,8,0)

`ctrl` — Управляющие сигналы сопроводительный демонстрационный поток
`samplecontrol` шина

Управляющие сигналы, сопровождающие демонстрационный поток в виде samplecontrol шина. Шина включает startконец, и valid управляющие сигналы, которые указывают на контуры системы координат и валидность выборок.

start — Указывает на запуск входного кадра
end — Указывает на конец входного кадра
valid — Указывает, что данные по порту входа data допустимы

Для большего количества детали смотрите Демонстрационную Шину управления.

Типы данных: bus

Вывод

развернуть все

`data` — Декодируемые данные о сообщении
целое число в диапазоне от 0 до 255

Декодируемые данные о сообщении, возвращенные как целое число в диапазоне от 0 до 255. Тип выходных данных совпадает с типом входных данных.

Блок выходные параметры N – (255 – k) x количество I декодируемых символов сообщения для количества N входных символов кодовой комбинации. k является длиной сообщения, заданной параметром Message length (k), и I является чередующейся глубиной, заданной параметром Interleaving depth (I).

Типы данных: double | single | uint8 | fixdt(0,8,0)

`ctrl` — Управляющие сигналы сопроводительный демонстрационный поток
`samplecontrol` шина

Управляющие сигналы, сопровождающие демонстрационный поток, возвращенный как samplecontrol шина. Шина включает startконец, и valid управляющие сигналы, которые указывают на контуры системы координат и валидность выборок.

start — Указывает на запуск выходной системы координат
end — Указывает на конец выходной системы координат
valid — Указывает, что данные по порту выхода data допустимы

Для большего количества детали смотрите Демонстрационную Шину управления.

Типы данных: bus

`err` — Индикация относительно повреждения в выходных данных
Булев скаляр

Индикация относительно повреждения в выходных данных, возвращенных как булев скаляр.

Когда этим значением является 1, выход содержит ошибки. Когда этим значением является 0, выход содержит нулевые ошибки.

Если количество ошибок символа во входных данных о кодовой комбинации больше (255 - k) * I/2, блок выходные данные, не корректируя ошибки и устанавливает порт err на 1 указать, что ошибки, которые не могут быть откорректированы, существуют во входных данных о кодовой комбинации. k является длиной сообщения, заданной параметром Message length (k).

Типы данных: Boolean

`nextFrame` — Блокируйте готовый индикатор
Булев скаляр

Блокируйте готовый индикатор, возвращенный как булев скаляр.

Блок устанавливает этот сигнал на 1 TRUE) когда блок готов принять запуск следующей системы координат. Если блок получает сигнал входа ctrl.start, в то время как nextFrame является 0 ложь), блок отбрасывает происходящую систему координат и начинает обрабатывать новые данные.

Типы данных: Boolean

`numCorrErr` — Количество откорректированных ошибок
неотрицательный скаляр

Количество откорректированных ошибок, возвращенных как неотрицательный скаляр.

Максимальное количество ошибок, которые может откорректировать блок, равно (255 – k) x I/2. Если количество ошибок во входных данных о кодовой комбинации больше (255 – k) x I/2, блок выходные данные, не корректируя ошибки и устанавливает порт numCorrErr на 0 указать, что ни одна из тех ошибок не может быть откорректирована.

Блок устанавливает порт numCorrErr на 0 когда портом err является 1.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Output number of corrected symbol errors.

Типы данных: uint8

Параметры

развернуть все

`Message length (k)` — Длина сообщения
223 (значение по умолчанию) | `239`

Выберите длину сообщения.

`Interleaving depth (I)` — Глубина перемежения
1 (значение по умолчанию) | `2`| 3 | 4 | 5 | 8

Выберите чередующуюся глубину.

`Output number of corrected symbol errors` — Количество откорректированных ошибок символа
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить выходной порт numCorrErr. Это выходы порта количество откорректированных ошибок.

Примеры модели

Decode and Recover Message from RS Codeword Using CCSDS Standard

Декодируйте и восстановите сообщение с кодовой комбинации RS Используя стандарт CCSDS

Используйте блок CCSDS RS Decoder, чтобы декодировать и восстановить сообщение с кодовой комбинации Тростника-Solomon (RS) по данным Консультативного Комитета по Системам передачи и обработки данных Пробела (CCSDS) стандарт. Сгенерируйте и закодируйте набор случайных входных параметров и затем предоставьте их, как введено ccsdsRSDecode (Satellite Communications Toolbox) функция и блок CCSDS RS Decoder путем добавления ошибок. Сравните выход блока CCSDS RS Decoder с выходом ccsdsRSDecode функция. Модель в качестве примера поддерживает генерацию HDL-кода для HDL CCSDS RS Decoder подсистема.

Decode CCSDS Reed-Solomon and Convolutional Concatenated Code

Декодируйте тростник-Solomon CCSDS и сверточный каскадный код

Используйте блок CCSDS RS Decoder с блоком Viterbi Decoder, чтобы декодировать Тростник-Solomon (RS) и сверточный каскадный код по данным Консультативного Комитета по Системам передачи и обработки данных Пробела (CCSDS) стандарт. Подуровень кодирования синхронизации и канала стандарта TM CCSDS включает схему каскадного кодирования с кодом Рида-Соломона как внешний код и сверточный код как внутренний код. Пример поддерживает генерацию HDL-кода для HDL CCSDS Concatenated Decoder подсистема.

Алгоритмы

развернуть все

Эта блок-схема показывает общий обзор блока CCSDS RS Decoder и его операции, когда вы устанавливаете параметр Interleaving depth (I) на 4. Эта операция является параллельной реализацией и содержит логику, которая эквивалентна четырем независимым декодерам RS, потому что заданная глубина перемежения равняется 4.

Блок D2C преобразует вход двойные базисные символы кодовой комбинации в обычные базисные символы кодовой комбинации и отправляет их за декодированием. Одновременно, блок D2C отправляет обычные базисные символы кодовой комбинации в блок RAM. Блок RAM хранит эти символы для коррекции. Переключатель (S1) чередует обычные базисные символы и отправляет их в соответствующий RS, Декодирующий Логические блоки. Каждый RS, Декодирующий Логический блок, вычисляет значения синдрома, определяет ошибочный полином местоположения использование алгоритма Berlekamp-Massey и находит ошибочные местоположения и величины с помощью поиска Цзяня [4] и Форни [5] алгоритмы, соответственно. Для получения информации об алгоритме Berlekamp-Massey см. Алгоритмы для BCH и RS Декодирование Только для ошибок.

Ошибочные величины от этих, RS, Декодирующий Логические блоки, является XORed с их соответствующими входными символами кодовой комбинации, которые хранятся в блоке RAM при помощи переключателя (S2) и расчетных ошибочных местоположений, чтобы получить откорректированные символы сообщения. Блок C2D преобразует откорректированные обычные базисные символы назад в двойные базисные символы.

CCSDS RS Decoder block architecture diagram

Задержка

Задержка между допустимыми входными данными и соответствующими допустимыми выходными данными зависит от чередующейся глубины и время, которое блок занимает, чтобы вычислить ошибочные полиномы локатора и найти ошибочные местоположения и величины. Время, в течение которого значение выходного порта nextFrame остается 0 зависит от времени вычислений блока. Время вычислений блока равно сумме времени, которое блок занимает, чтобы вычислить ошибку, определяющую местоположение полиномов (ELPTime) и найти ошибочные местоположения и ошибочные величины (ConvTime). Это уравнение представляет время вычислений.

$\begin{array}{l} P r o c e s s i n g_t i m e = E L P T i m e + C o n v T i m e \\ = 4 \times t + t (2 \times t + 1) + d \end{array}$

t является количеством ошибок, которые код RS может откорректировать и равен (255 – k)/2. k является длиной сообщения, заданной параметром Message length (k), и d является количеством задержек трубопровода, которое фиксируется к 10 для этого блока.

Задержка блока равняется 2^{ceil
(log₂(Processing_time +
256))} + 255 x I + 1. I чередует глубину, заданную параметром Interleaving depth (I).

Этот рисунок показывает демонстрационный выход и задержку блока CCSDS RS Decoder, когда вы устанавливаете Message length (k) и значения параметров Interleaving depth (I) к 223 и 4, соответственно. В этом случае время вычислений меньше 255 x Interleaving depth (I), таким образом, блок оказывает поддержку для непрерывных входных кадров. Задержка блока является 2 045 тактами.

Производительность

Эффективность синтезируемого HDL-кода меняется в зависимости от цели и опций синтеза. Типом входных данных, используемым для генерации HDL-кода, является fixdt(0,8,0).

Эта таблица показывает результаты синтеза данных ресурсов и данных о производительности, когда вы используете блок с Message length (k) и значениями параметров Interleaving depth length (I) 223 и 4, соответственно. Сгенерированный HDL предназначен к Xilinx^® Zynq^®- 7 000 оценочных плат ZC706. Проект достигает тактовой частоты 132 МГц.

Ресурс	Используемый номер
LUTs	16056
Регистры	12397
DSPS	0
Блокируйте RAM	17

Ссылки

[1] Синхронизация TM и кодирование канала. Рекомендация для стандартов системы передачи и обработки данных пробела. CCSDS 131.0-B-3. Синяя книга. Выпуск 3. Вашингтон, округ Колумбия: CCSDS, сентябрь 2017.

[2] Синхронизация TM и кодирование канала. Сводные данные концепции и объяснения CCSDS 130.1-G-3. Зеленая книга. Выпуск 3, июнь 2020.

[3] Стивен Б. Викер. Системы контроля ошибок для цифровой связи и устройства хранения данных. Prentice Hall 1995.

[4] Цзянь, R. “Циклические Процедуры декодирования для Bose - Коды Chaudhuri-Hocquenghem”. Транзакции IEEE на Теории информации 10, № 4 (октябрь 1964): 357–63. https://doi.org/10.1109/TIT.1964.1053699.

[5] Форни, G. “При Декодировании Кодов BCH”. Транзакции IEEE на Теории информации 11, № 4 (октябрь 1965): 549–57. https://doi.org/10.1109/TIT.1965.1053825.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Этот блок поддерживает генерацию кода C/C++ для Simulink^® акселератор и быстрые режимы Accelerator и для генерации компонента DPI.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

HDL Coder™ обеспечивает дополнительные параметры конфигурации, которые влияют на реализацию HDL и синтезируемую логику.

Архитектура HDL

Этот блок имеет одну, архитектуру HDL по умолчанию.

Свойства блока HDL

ConstrainedOutputPipeline	Количество регистров, чтобы поместить при выходных параметрах путем перемещения существующих задержек в рамках проекта. Распределенная конвейеризация не перераспределяет эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder).
InputPipeline	Количество входных настроек канала связи, чтобы вставить в сгенерированный код. Распределенная конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут переместить эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите InputPipeline (HDL Coder).
OutputPipeline	Количество выходных настроек канала связи, чтобы вставить в сгенерированный код. Распределенная конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут переместить эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите OutputPipeline (HDL Coder).

Ограничения

Вы не можете сгенерировать HDL для этого блока в Resettable Synchronous Subsystem (HDL Coder).

Смотрите также

ccsdsRSDecode (Satellite Communications Toolbox) | ccsdsRSEncode (Satellite Communications Toolbox)

Введенный в R2021b

Документация

CCSDS RS Decoder

Описание