JP3342422B2 - 誤り訂正方法およびその装置 - Google Patents

誤り訂正方法およびその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、誤り訂正方法お
よびその装置に関し、さらに詳しくは、リード・ソロモ
ン符号を用いた誤り訂正方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CD(Compact Disc)、DVD(Digita
l Video Disc)、MO(Magneto Optic )などの光ディ
スク記録/再生装置、デジタル伝送システム、コンピュ
ータの周辺装置など、データをデジタルで伝送処理する
環境においては、ランダムエラーやバーストエラーなど
のデータエラーを低減するために、一般に誤り訂正符号
ECC(Error Correction Code )、誤り検出符号ED
C(Error Detection Code)などの冗長データを加え、
誤り訂正を行なっている。特に最近では、デジタルデー
タの受信再生側におけるデータ処理能力の向上に伴い、
高度な訂正能力を有する誤り訂正符号を用いるようにな
ってきている。このような誤り訂正符号の代表的なもの
として、符号長の大きいロングディスタンスコードのリ
ード・ソロモン符号を挙げることができる。
【0003】リード・ソロモン符号を用いた誤り訂正方
法では、積符号化されたデジタルデータ(情報シンボ
ル)に対して誤り訂正符号を付加した誤り訂正ブロック
を用いる。誤り訂正ブロックは、より具体的には、情報
シンボルの縦方向に対して外符号のパリティ(PO)が
付加され、情報シンボルの横方向に対して内符号のパリ
ティ(PI)が付加されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の誤り訂正装置
は、上記のような誤り訂正ブロックを蓄積したDRAM
(Dynamic Random Access Memory)に対してブロック単
位でアクセスを行なっている。すなわち、従来の誤り訂
正装置は、まずDRAMから誤り訂正ブロックのデータ
を読出して誤り訂正を行ない、その訂正したデータをD
RAMに書戻している(ECC処理)。誤り訂正装置
は、ECC処理後、再びDRAMから誤り訂正ブロック
のデータを読出して誤りの有無を検出すると同時にスク
ランブルを解除し、そのデータをDRAMに書戻してい
る(EDC/デスクランブル処理)。このように、従来
の誤り訂正装置は、DRAMに対するアクセス回数が多
く、リアルタイム性向上のボトルネックとなっていた。
【0005】この発明は、このような問題を解決するた
めになされたもので、高速で誤り訂正および誤り検出を
行なう誤り訂正方法およびその装置を提供することを目
的とする。
【0006】この発明のもう1つの目的は、メモリへの
アクセス回数が少ない誤り訂正方法およびその装置を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の1つの局面に
従うと、積符号化された情報シンボルに対して第1およ
び第2の方向にそれぞれ第1および第2の誤り訂正符号
を付加してなる誤り訂正ブロックを用いた誤り訂正方法
は、第1の方向のラインごとに誤り訂正を行なうステッ
プと、第1の方向の誤り訂正後、第2の方向のラインご
とに誤り訂正を行なうステップと、第2の方向の誤り訂
正後、再び第1の方向のラインごとに誤り訂正を行なう
ステップと、第1の方向の1つのラインの再誤り訂正
後、その次のラインの再誤り訂正と同時に、再誤り訂正
後の1つのラインの誤りを検出するステップとを備え
る。
【0008】この誤り訂正方法では、1つのラインの誤
り訂正が終了すると、その次のラインの誤り訂正と並行
してその訂正したラインの誤り検出が行なわれる。その
ため、誤り訂正および誤り検出は高速で行なわれ、訂正
ブロックを蓄積しているメモリに対するアクセス回数が
少なくなる。
【0009】この発明のもう1つの局面に従うと、積符
号化された情報シンボルに対して第1および第2の方向
にそれぞれ第1および第2の誤り訂正符号を付加してな
る誤り訂正ブロックを蓄積したメモリに接続される誤り
訂正装置は、誤り訂正回路と、誤り検出回路とを備え
る。誤り訂正回路は、第1の方向のラインごとに誤り訂
正を行ない、第1の方向の誤り訂正後、第2のラインご
とに誤り訂正を行ない、第2の方向の誤り訂正後、再び
第1の方向のラインごとに誤り訂正を行なう。誤り検出
回路は、誤り訂正回路による第1の方向の1つのライン
の再誤り訂正後、その次のラインの再誤り訂正と同時
に、再誤り訂正後の1つのラインの誤りを検出する。
【0010】好ましくは、誤り訂正回路は、第1および
第2の方向の誤り訂正の結果をメモリに供給し、かつ第
1の方向の再誤り訂正の結果を誤り検出回路に供給す
る。
【0011】この誤り訂正装置では、誤り訂正回路によ
り1つのラインの誤り訂正が終了すると、その次のライ
ンの誤り訂正と並行して、誤り検出回路によりその訂正
したラインの誤り検出が行なわれる。そのため、誤り訂
正および誤り検出が高速で行なわれる。また、誤り訂正
回路により再誤り訂正の結果がメモリを介さず誤り検出
回路に直接供給されるので、メモリに対するアクセス回
数が少なくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態によ
る誤り訂正装置を図面を参照して詳しく説明する。な
お、図中同一または相当部分には同一符号を付してその
説明は繰返さない。
【0013】図1は、この発明の実施の形態による誤り
訂正装置の全体構成を示すブロック図である。
【0014】図1を参照して、誤り訂正LSI1は、D
RAM2およびCPU3に接続される。誤り訂正LSI
1は、復調回路4と、ECC回路5と、EDC回路6
と、デスクランブル回路7と、ホストインターフェイス
8と、アクセスコントローラ9とを備え、記録媒体から
読出されたデータの誤り訂正を行ない、その訂正したデ
ータをAVデコーダなどに供給する。なお、この誤り訂
正装置をデジタル通信に用いる場合、誤り訂正LSI1
は、ネットワークから伝送されたデータの誤り訂正を行
ない、その訂正したデータをパソコンなどに供給する。
【0015】復調回路4は、記録媒体から読出されたデ
ータを復調し、積符号データを、アクセスコントローラ
9を介してDRAM2に書込む。ECC回路5は、DR
AM2からアクセスコントローラ9を介してデータを読
出し、誤り訂正を行なった後、その訂正したデータのみ
をアクセスコントローラ9を介してDRAM2に書戻
す。ECC回路5は、後述するように2回目のPI方向
に訂正したデータをEDC回路6およびデスクランブル
回路7に供給する。EDC回路6は、ECC回路5から
供給されたデータの誤りを検出する。デスクランブル回
路7は、ECC回路5から供給されたデータのスクラン
ブルを解除した後、アクセスコントローラ9を介してそ
のデスクランブルしたデータをDRAM2に書戻す。ホ
ストインターフェイス8は、DRAM2からアクセスコ
ントローラ9を介してデータを読出し、AVデコーダな
どに供給する。アクセスコントローラ9は、復調回路
4、ECC回路5、デスクランブル回路7、およびホス
トインターフェイス8からのアクセス要求に対してアー
ビトレーション(仲裁)を行ない、予め定められた優先
順位に応じてDRAM2へのアクセスを許可する。
【0016】DRAM2は、後述するような誤り訂正ブ
ロックを蓄積することができる。CPU3は、上記動作
を行なうように誤り訂正LSI1を制御する。
【0017】図2は、DRAM2に格納される誤り訂正
ブロックの構成を示す。図2を参照して、積符号化され
たm×nの情報シンボルに対して縦方向に外符号のパリ
ティPOが付加され、情報シンボルおよびPOパリティ
の横方向に内符号のパリティPIが付加される。PIパ
リティは横(PI)方向の演算により求められ、POパ
リティは縦(PO)方向の演算により求められる。PI
は、情報長=n、検査長=k(ただし、符号長(n+
k)は255以下)のリード・ソロモン符号である。P
Oは、情報長=m、検査長=l(ただし、符号長(m+
l)は255以下)のリード・ソロモン符号である。
【0018】ECCとEDCとの関係は、CD−ROM
フォーマットの場合、1セクタに対して1系列のEDC
を演算し、それに対して、1ブロックのECCの演算を
施すことになる。一般的には、セクタサイズは、512
/1024/2048バイト長になるので、リード・ソ
ロモン符号の符号効率を上げると、すなわち符号長が大
きくなると、図2の構成におけるm×nのサイズが大き
くなり、図3に示すように、1ブロックの中に複数のセ
クタを含むことができるようになる。各セクタの構成
は、上述のCD−ROMフォーマットの場合と同様に、
図4に示すように、同期信号、セクタアドレス、ユーザ
データ(512/1024/2048バイト)、EDC
/ECCなどから成り立っている。ここでEDCはセク
タ単位で形成されており、したがって1つのECCブロ
ックの中に複数のEDCが存在していることになる。
【0019】たとえばm=192で、m×nの情報シン
ボルが16のセクタに分割される場合、各セクタは12
ラインで構成される。したがって、1つの誤り訂正ブロ
ックの中に16個のEDCが存在していることになる。
【0020】次に、上記のように構成された誤り訂正装
置の動作について説明する。図5は、誤り訂正装置のパ
イプライン動作を示すタイムチャートである。図5
(a)には1つの誤り訂正ブロックに対するECC処理
およびEDC処理が示されている。図5(b)にはPI
方向の2回目のECC処理およびこれに並行するEDC
処理の詳細がデータ入力ステージ(IN)およびデータ
出力ステージとともに示されている。
【0021】まずデータ入力ステージでは、入力データ
が復調回路4により復調され、アクセスコントローラ9
を介してDRAM2に書込まれる。これにより、DRA
M2には図2に示した誤り訂正ブロックが1ラインごと
に格納される。
【0022】続いてECCステージでは、DRAM2に
格納されている誤り訂正ブロックに対してラインごとに
誤り訂正が行なわれる。
【0023】図5(a)に示すように、ある1つの誤り
訂正ブロックについては、ECC回路5によりまずPI
方向に1回目の誤り訂正が行なわれる。すなわち、PI
方向の1ラインごとに情報シンボルの誤りがPIパリテ
ィにより順次訂正される。PI方向の誤り訂正後、EC
C回路5によりPO方向に誤り訂正が行なわれる。すな
わち、PO方向の1ラインごとに情報シンボルの誤りが
POパリティにより順次訂正される。PO方向の誤り訂
正後、ECC回路5により再びPI方向の2回目の誤り
訂正が行なわれる。このPI方向の2回目の誤り訂正と
並行して、EDC回路6によりPI方向に誤り検出が行
なわれる。すなわち、PI方向の1ラインごとに情報シ
ンボルに誤りがないか順次チェックされる。このよう
に、ECC処理はPI方向→PO方向→PI方向という
順に誤り訂正を行なっており、EDC処理はこのPI方
向の2回目のECC処理と並行して行なわれる。
【0024】いずれの方向のECC処理も、より具体的
には、図5(b)に示すように、シンドローム演算ステ
ージと、多項式演算ステージと、チェンサーチステージ
と、誤り訂正ステージとから構成される。ただし、PI
方向の2回目のECC処理時には図5(b)に示すよう
にEDC/デスクランブルステージが存在するが、PI
方向の1回目およびPO方向のECC処理時にはEDC
/デスクランブルステージは存在しない。
【0025】ECC回路5は、まずPI方向の1ライン
分のデータをDRAM2から読出し、次式で定義される
シンドローム多項式S(x)の係数Sj を算出する。
【0026】
【数1】
【0027】ここで、(1)式はシンドローム多項式の
係数Sj を表示し、(2)式はシンドローム多項式S
(x)そのものを表示している。(1)式におけるhi
は符号長、αはガロア体GF(28 )の元、Bi は符号
シンボル、tは最小距離を示す。
【0028】次に、ECC回路5は、上述のシンドロー
ム多項式S(x)の係数S0 ,S1,…,S2t-1をもと
に、次式で定義される誤り位置多項式σ(x)および誤
り数値多項式ω(x)の係数を求める。
【0029】
【数2】
【0030】ここで、(3),(4)式は誤り位置多項
式σ(x)を表わし、(5),(6)式は誤り数値多項
式ω(x)を表わしている。ji (i=1,…,t−
1)は誤りロケーションを示す。
【0031】
【数3】
【0032】ここで、上述のシンドローム多項式の係数
(S2t-1,S2t-2,…,S0 )から、誤り位置多項式お
よび誤り数値多項式の係数を算出するための方法とし
て、ピーターンアルゴリズム、ユークリッドアルゴリズ
ムなどが考えられるが、いずれの方法を用いてもよい。
【0033】次に、ECC回路5は、誤りパターンを算
出する。(3),(4)式を満たすji はi個目の誤り
位置を表わしており、このjiに対して(7)式を計算
することにより、誤りパターンei が求められる。この
ようにσ(x)=0が成り立つか否かを判定してji
求める方法はチェンサーチ法として知られている。
【0034】一方、(8)式におけるσ′(x)はσ
(x)の形式微分を表わし、次式によって定義される。
【0035】
【数4】
【0036】上記の(6),(7)および(8)式にお
ける次式に列挙する要素は、ECC回路5により生成さ
れる。
【0037】
【数5】
【0038】また、(9)式の誤りパターンei もEC
C回路5により生成される。そして、(7)式が成立す
る場合にのみ、情報シンボルの訂正が行なわれる。
【0039】PI方向の2回目のECC処理において
は、より具体的には、ECC回路5がPI方向の第1ラ
インの誤り訂正を上記手順で行なった後、EDC回路6
が直ちにその訂正されたPI方向の第1ラインについて
EDC処理を行なう。この第1ラインのEDC処理は、
第2ラインのECC処理における誤り訂正と同時に行な
われる。
【0040】同様に、ECC回路5が第2ラインのEC
C処理を行なった後、EDC回路6は、直ちにその訂正
された第2ラインについてEDC処理を行なう。
【0041】このようにEDC回路6が11ラインのE
DC処理を行なうことにより、1セクタ分の1つのED
Cを求めることができる。このようにしてEDC回路6
が16個のEDCを求めることにより、誤り訂正ブロッ
ク1つ分のEDC処理が完了する。
【0042】ここで、ECC回路5は、PI方向の第1
回目のECC処理およびPO方向のECC処理のため
に、DRAM2から1ラインごとにデータを読出した
り、あるいは1ラインごとにデータをDRAM2に書込
んだりするが、PI方向の第2回目のECC処理後のデ
ータについてはDRAM2に供給することなく、EDC
回路6に供給する。したがって、EDC回路6は、DR
AM2からデータを読出すのではなく、ECC回路5か
ら1ラインごとに供給されるECC処理後のデータにつ
いてEDC処理を行なう。
【0043】なお、ECC回路5からEDC回路6に1
ラインごとに供給されるPI方向の2回目のECC処理
後のデータはデスクランブル回路7にも供給される。し
たがって、デスクランブル回路7は、EDC回路6と並
行してECC回路5から1ラインごとに供給されるデー
タのスクランブルを解除し、DRAM2に書込む。
【0044】以上のようにこの発明の実施の形態によれ
ば、PI方向の2回目のECC処理にEDC処理を多重
して行なっているため、PI方向の2回目のECC処理
終了後にEDC処理を開始する従来に比べて、高速に誤
り訂正および誤り検出を行なうことができる。
【0045】また、PI方向の2回目のECC処理後の
データはECC回路5からDRAM2を介することなく
直接EDC回路6に供給されるため、DRAM2へのア
クセス回数を低減することができる。その結果、ECC
回路5やデスクランブル回路7以外からDRAM2への
アクセスが許可されやすくなり、より高速なリアルタイ
ム処理が可能となる。また、DRAM2へのアクセス回
数が減少するため、消費電力を低減することもできる。
【0046】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0047】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第1の
方向の1つのラインの再誤り訂正後、その次のラインの
再誤り訂正と同時に、再誤り訂正後のラインの誤りを検
出しているため、高速に誤り訂正および誤り検出を行な
うことができ、メモリへのアクセス回数を低減すること
もできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態による誤り訂正装置の全
体構成を示すブロック図である。
【図2】図1中のDRAMに格納される誤り訂正ブロッ
クの構成を示す図である。
【図3】図2中のm×nの情報シンボルにおけるセクタ
の構成を示す図である。
【図4】図3中の各セクタのフォーマットを示す図であ
る。
【図5】図1に示した誤り訂正装置のパイプライン動作
を示すタイムチャートである。
【符号の説明】 1 誤り訂正LSI 2 DRAM 5 ECC回路 6 EDC回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積符号化された情報シンボルに対して第
    1および第2の方向にそれぞれ第1および第2の誤り訂
    正符号を付加してなる誤り訂正ブロックを用いた誤り訂
    正方法であって、 前記第1の方向のラインごとに誤り訂正を行なうステッ
    プと、 前記第1の方向の誤り訂正後、前記第2の方向のライン
    ごとに誤り訂正を行なうステップと、 前記第2の方向の誤り訂正後、再び前記第1の方向のラ
    インごとに誤り訂正を行なうステップと、 前記第1の方向の1つのラインの再誤り訂正後、その次
    のラインの再誤り訂正と同時に、前記再誤り訂正後の1
    つのラインの誤りを検出するステップとを備える、誤り
    訂正方法。
  2. 【請求項2】 積符号化された情報シンボルに対して第
    1および第2の方向にそれぞれ第1および第2の誤り訂
    正符号を付加してなる誤り訂正ブロックを蓄積したメモ
    リに接続される誤り訂正装置であって、 前記第1の方向のラインごとに誤り訂正を行ない、前記
    第1の方向の誤り訂正後、前記第2の方向のラインごと
    に誤り訂正を行ない、前記第2の方向の誤り訂正後、再
    び前記第1の方向のラインごとに誤り訂正を行なう誤り
    訂正回路と、 前記誤り訂正回路による前記第1の方向の1つのライン
    の再誤り訂正後、その次のラインの再誤り訂正と同時
    に、前記再誤り訂正後の1つのラインの誤りを検出する
    誤り検出回路とを備える、誤り訂正装置。
  3. 【請求項3】 前記誤り訂正回路は、前記第1および第
    2の方向の誤り訂正の結果を前記メモリに供給し、かつ
    前記第1の方向の再誤り訂正の結果を前記誤り検出回路
    に供給する、請求項2に記載の誤り訂正装置。
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