An Optimized Design of RS(23,17) Decoder for UWB

UWB 시스템을 위한 RS(23,17) 복호기 최적 설계

  • 강성진 (한국기술교육대학교 정보기술공학부) ;
  • 김한종 (한국기술교육대학교 정보기술공학부)
  • Published : 2008.08.31

Abstract

In this paper, we present an optimized design of RS(23,17) decoder for UWB, which uses the pipeline structured-modified Euclidean(PS-ME) algorithm. Firstly, the modified processing element(PE) block is presented in order to get rid of degree comparison circuits, registers and MUX at the final PE stage. Also, a degree computationless decoding algorithm is proposed, so that the hardware complexity of the decoder can be reduced and high-speed decoder can be implemented. Additionally, we optimize Chien search algorithm, Forney algorithm, and FIFO size for UWB specification. Using Verilog HDL, the proposed decoder is implemented and synthesized with Samsung 65nm library. From synthesis results, it can operate at clock frequency of 250MHz, and gate count is 17,628.

본 논문에서는 UWB 시스템에서 사용되는 RS(23,17)부호의 복호기를 최적화하여 설계하였다. 제안된 복호기는 파이프 라인 구조를 갖는 수정된 유클리드(pipeline structured - modified Euclidean) 알고리즘을 사용한다. 먼저, 기존의 PE 블록 구조를 수정하여 효율적인 PE 블록 구조를 제안하고, 차수(degree) 계산이 필요 없는 복호 알고리즘을 제안한다. 또한, Chien 탐색 알고리즘, Forney 알고리즘, FIFO 크기를 UWB 규격에 최적화 시켜, 작은 복호 지연(latency) 및 하드웨어 복잡도를 가지도록 하였다. 제안된 복호기는 Verilog HDL을 사용하여 구현되었고, 삼성 65nm library를 이용하여 합성한 결과, 실제 ASIC을 제작했을 경우에 250MHz정도까지는 동작이 보장된다고 볼 수 있으며, gate count는 17,628이다.

Keywords

References

  1. International Standard, ISO/IEC 26907:2007(E), "Information technology - Telecommunications and information exchange between systems - High Rate Ultra Wideband PHY and MAC Standard
  2. S. B. Wicker, Error Control Systems for Digital Communication and Storage, Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall, 1995
  3. H. M. Shao, T. K. Truong, L. J. Deutsch, J. H. Yuen, and I. S. Reed, "A VLSI design of a pipeline Reed-Solomon decoder", IEEE Trans. Comput., Vol.C-34, No.5, pp.393-403, May, 1985. https://doi.org/10.1109/TC.1985.1676579
  4. H. Lee, "Modified Euclidean algorithm block for high-speed Reed-Solomon decoder", Electron. Lett., 37, pp. 903-904, 2001 https://doi.org/10.1049/el:20010628
  5. H. Lee, "High-speed VLSI architecture for parallel Reed-Solomon decoder", IEEE Trans. VLSI Syst., Vol.11, No.2, pp.288-294, Apr., 2003 https://doi.org/10.1109/TVLSI.2003.810782
  6. S. W. Choi, S. S. Choi, H. Lee, "RS decoder architecture for UWB," IEEE ICACT 2006, pp. 805-808, 2006
  7. J. H. Baek and M. H. SunWoo, "New degree computationless modified Euclid's algorithm and architecture for Reed-Solomon decoder", IEEE Trans. VLSI Syst., Vol.14, No.8, pp.915-920, Aug. 2006 https://doi.org/10.1109/TVLSI.2006.878484
  8. Hyeong-Ju Kang, In-Cheol Park, "A high-speed and low-latency Reed-Solomon decoder based on a dual-line structure", IEEE ICASSP, Vol.3, pp.3180-3183, May, 2002
  9. S. Lin, D. J. Costello, Error Control Coding: Fundamentals and Applications, Prentice- Hall, 1983