[发明专利]用于对加罗瓦域GF(ZQM)的元素进行除法运算的设备

说明书

本发明涉及数据误差校正译码、数据编码及解码机制和信号处理系统，更具体地是涉及使用加罗瓦域除法运算的系统。

随着存贮介质，特别是磁盘上记录密度的提高，数字计算机中数据误差校正编码也变得越来越重要了。记录密度越高，磁盘记录表面上的一点微小的差错就能破坏掉大量的数据。为了避免损失数据，人们使用了误差校正编码（ECC），故名思义，就是校正误差数据。

在把一串数据符号记录在磁盘上之前，要将数据先按数学方法编成为ECC符号的形式。再将ECC符号附加到数据串上去，形成代码字-数据符加ECC符-然后将代码字存贮在磁盘上。当把存贮数据从磁盘上要进行存取时，将把那些含有数据符的字码从磁盘中检索出来并按数学方法进行译码。在译码过程中，检测数据中的任何误差，如有可能，则通过ECC符处理进行校正。〔关于译码的详细描述，参阅彼得森（Peterson）和威尔登（Weldon）著的“误差校正码”（Error    Correction    Codes）1972年印刷，第二版（2d    Edition，MIT    Press，1972）〕。

存贮了的数字数据可能含有多处错误。用于校正多处错误的一种最有效的ECC就是李德-索洛蒙（Reed-Solomon）码。〔关于Reed-Solomon码的详细说明，见Peterson及Weldon著的Error    Correction    Codes一书〕。Reed-Solomon    ECC的误差检测及校正技术已为公知。使用这种技术，首先对代码字数据进行再编码产生出ECC符;而后将这些ECC符与该代码字中的ECC符，即通过数据的予存贮编码产生的ECC符，进行比较，从而检测出该检索数据中的任何误差。〔关于此误差检测技术的详细讨论，见Riggle和Weng的美国专利4，413，339〕。

如果在检索到的数据中检测出错误，则加罗瓦域除法通常是在校正误差的过程中要执行一个必要的运算。加罗瓦域除法是一种十分费时的运算;这种运算大大加长了ECC的译码过程。它在完成误差校正上所占用的时间，极其不利地影响到从存贮器中检索数据的速度。

由于采用了较高的存贮密度，所以在存贮的数据中，其潜在的误差也随之增加了;误差校正慢，也严重影响检索数据的平均速度。数据检索时间的增加，相应地也就限制了一切需要检索存贮数据的计算机应用上的速度。这种速度上的限制，曾一度使计算机系统技术的进展不可能再更快地进行数据传送的操作了。因此，对于较快速的装置来说，需要执行加罗瓦域除法，以至有效地加速进行ECC译码。本发明的这种方法将使计算机系统随着现有技术中计算机技术的发展，有可能更好地发挥其数据传送速度高的优点。

随着计算机通讯系统应用技术的发展，尤其是采用电话线路传送数据的通讯系统，数据编码技术就越来越重要了。一种重要的保密编码方法就是在加罗瓦域上对数据进行编码。将数据进行保密编码之后进行解码，就是在加罗瓦域上进行除法。数据编码和解码的速度也直接影响到数据传送和数据处理的速度。

近来，在计算机控制的信号处理中，一直使用加罗瓦域。具体来说，在信号处理上，对所需要的信号进行的数学变换，现在往往是在加罗瓦域上执行的;因此，可以利用这些有限域、循环域的特性。信号变换的运算需要加罗瓦域除法。再者，在数据压缩和数据扩展装置中，使用加罗瓦域运算也正处在发展之中。任何这样一类装置，都要在加罗瓦域上进行除法。因此，无论是在信号处理装置上，还是在数据压缩及/或数据扩展装置上进行的数据运算的速度，都将大大受到进行加罗瓦域除法运算速度的影响。