文档介绍：内蒙古工业大学
硕士学位论文
基于PCI总线的RS编译码接口卡的设计与FPGA实现
姓名:许春凤
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:李健
20060601
摘要

本课题从研究应用于 AOS 系统的 RS(255,223)编译码接口卡出发,深入地分析和
研究了纠错码原理、RS 编译码算法与设计、PCI 总线标准与设计和 FPGA 技术。
随着科技的发展,纠错码技术在通信领域中起着越来越重要的作用。RS
(Reed-Solomon)码是一种典型的纠错码,在线性分组码中,它具有最强的纠错能力,
因而被广泛应用于各种数据通信系统中,包括AOS 系统。本课题是在深入地研究和分
析国内外近年来在 RS 编译码算法及其实现以及相关技术研究进展的基础上,采用
FPGA 的方式实现了符合 AOS 标准的 RS 编译码接口卡。
PCI 总线因其在数据带宽、功耗、抗干扰性、开放性等方面的优良性能,使其在
嵌入式计算机和工业控制计算机领域得到了迅速普及和广泛应用。对 PCI 总线标准做
了深入地研究和分析,采用 mealy 状态机的方式,实现了 PCI 总线控制器。
在设计与实现 RS(255,223)编译码接口卡的过程中,本课题主要进行了以下几个
方面的工作:
1、对通用的 RS 编译码算法及其相关的纠错码原理进行深入地分析和研究。
2、对RS 编译码器基本电路单元:加法模块、乘法模块和求逆模块,进行了研究,
在此基础上,专门对乘法模块进行了优化,减少了硬件资源的占用。
3、使用上述加法、乘法和求逆的基本电路单元,实现了 RS 编码器。
4、对较复杂的译码算法进行了重点设计,采用无逆 BM 迭代算法,实现了译码算
法。译码算法主要包括求伴随式、关键方程求解、钱氏搜索和 Forney 算法等几部分。
在硬件占用资源和时延上,与常规算法相比,都有了改善。
5、对 PCI 总线标准进行了深入地研究与分析。
6、采用自上而下的设计方法,实现了较困难的 PCI 总线控制器。从功能上把该
控制器分成 PCI 顶层模块、配置选择模块、基址检查模块、状态机转换模块、奇偶校
验模块和锁存模块。
以上所有模块均采用 Verilog HDL语言编写,仿真正确之后,集成为一个模块下
载到 Altera 公司生产的 Cyclone 系列的 EP1C12Q240C8 芯片中。经验证,该 RS(255,223)
编译码接口卡符合 AOS 标准。

关键词:FPGA;AOS;RS编码;PCI总线
Abstract

In this thesis, the theory of error-correcting codes, the encoding and decoding
algorithm of RS codes, the standards of PCI bus and the technologies of FPGA are studied
deeply by designing the RS code card that is applied to AOS system
Error-correct code has played more and more a role in munication system. As
a kind of the linear block codes, RS code is widely used in munications with the
powerful error-correcting capability. In this thesis, on the basis of the encoding-decoding
algorithms, implementing paths and relative technologies developed in these fields, RS
code card is implemented with FPGA.
Due to its excellent performance such as bandwidth of the data, power dissipation,
noise immunity and opening property, PCI bus wins rapidly increasing popularization and
extensive application in the embedded system and the industrial control syst