多端口多模式里德所罗门解码器制造技术

本公开的各实施例涉及多端口多模式里德所罗门解码器。多端口多模式里德所罗门(RS)前向纠错系统包括多个数据输入线，每个数据输入线与数据端口相关联。系统包括具有多个校验子片和SDM切换逻辑的校验子块(SDM)。SDM片的输入与来自多个数据输入线的数据输入线耦合。切换逻辑与接口端口宽度(IFW)线模式线耦合。IFW线标识连接在一起的若干数据输入线，并且模式线标识RS模式。经重新制定的无反转伯利坎普

【技术实现步骤摘要】
多端口多模式里德所罗门解码器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年3月19日提交的美国临时专利申请号63/163,499“MULTI
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PORT
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MULTIMODE REED SOLOMON DECODER”的权益，上述申请通过引用以其整体并入本文。


[0003]本公开总体涉及电子通信系统。具体地，本公开涉及针对多端口多模式有线通信的里德所罗门(Reed Solomon，RS)前向纠错(FEC)解码的架构。

技术介绍

[0004]高速数据通信易受噪声影响，这导致传输期间数据的损坏。已开发了前向纠错(FEC)方案，以使得接收器能够检测和纠正接收器接收的数据中的错误。FEC方案是通过源(发射器)发射冗余数据来控制数据传输中的错误的方法。冗余数据允许目的地(接收器)在无需重新传输的情况下，检测有限数目的错误或纠正此类错误。通常，较强的FEC方案被用于更快的数据速率。与较弱的FEC方案相比，较强的FEC方案可以检测和纠正数据块中更多的比特错误。112吉比特每秒(Gbps)以太网物理层(PHY)是在开放系统互连(OSI)网络模型的物理层处操作的部件，并且支持4级脉冲振幅调制(PAM
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4)、非归零(NRZ)信令和独立的每通道数据速率，以满足广泛的协议和应用需求。PAM
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4是用于传输信号的多电平信号调制格式，其中每个信号电平可以表示2比特逻辑信息。NRZ是使用低信号电平和高信号电平来表示数字逻辑信号的1电平或0电平信息的二进制代码。在诸如112Gbps PHY和224Gbps PHY的高速数据通信系统中，NRZ和PAM
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4编码可以包括前向纠错(FEC)方案。
附图说明
[0005]从以下给出的详细描述以及从本公开的实施例的附图中将更充分地理解本公开。附图被用于提供对本公开的实施例的知识和理解并且不将本公开的范围限制于这些特定实施例。此外，附图不一定按比例绘制。
[0006]图1是根据一个实施例的示例多端口多模式里德所罗门解码器系统的框图图示。
[0007]图2图示了用于基于给定端口的接口宽度(S、2S或4S)组合来自校验子片(syndrome slice)的输出的示例逻辑(例如，校验子块)。
[0008]图3图示了与跨17个时钟周期分布的RS(544,514)的接收符号的示例组织相对应的表，其中Xi指代码字中位置“i”处的符号值。
[0009]图4图示了与跨17个时钟周期分布的RS(528,514)的接收符号的示例组织相对应的表，其中Xi指代码字中位置“i”处的符号值。
[0010]图5图示了与跨9个时钟周期分布的RS(272,258)的接收符号的示例组织相对应的表，其中X
i
指代码字中位置“i”处的符号值。
[0011]图6图示了用于校验子(syndrome)缩放的示例逻辑。
[0012]图7图示了用于输出到具有Chien
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Forney片的Chien Forney块的示例RiBM路由逻
辑。
[0013]图8图示了片与端口的示例关联，该关联与端口的接口宽度(IFW)相关联。
[0014]图9A图示了基于操作模式选择逆因子的示例多路复用器(MUX)。
[0015]图9B图示了RiBM片的示例输入和输出。
[0016]图10图示了考虑所确定的不同端口的接口宽度的最终错误计数的示例。
[0017]图11描绘了根据一些实施例的在集成电路的设计和制造期间使用的各种过程的流程图。
[0018]图12描绘了根据一些实施例的示例仿真系统的抽象图。
[0019]图13描绘了实施例可以在其中操作的示例计算机系统的图。
具体实施方式
[0020]在诸如112Gbps PHY和224Gbps PHY的高速数据通信系统中，NRZ和PAM
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4编码可以包括FEC方案。根据电气和电子工程师协会(IEEE)02.3
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cd规范，已基于PHY通道速率定义了以下里德所罗门码(RS FEC)。
[0021]下表示出了需要支持以下RS FEC模式的IEEE 802.3合规400G、800G PHY。
[0022][0023]RS(544,514)交织模式指代进入RS FEC层的数据，该数据在逐个符号的基础上被分割(或交织)成两个流(每个符号为10比特宽)。RS(544,514)对应于具有544个符号的里德所罗门FEC码字，其中514个符号为消息符号，并且其余30个符号为奇偶校验符号，每个符号为10比特宽。符号RS(M,N)表示进入RS FEC层的具有N个符号的数据，每个符号可以用多个比特来表示，例如10个比特。解码器添加K个奇偶校验符号，使得N+K＝M，并且生成M个符号码字。每个流在发射端单独编码。组合流通过通道发送。在接收器侧，流被分割(解交织)成两个，并且互补解码操作被执行来检测和纠正错误(如果存在)。
[0024]使用满足每种模式的RS
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FEC解码器的多个实例的典型方法在门计数和相对于集成电路上所需的面积(占位面积)的存储器方面不是最佳的。此外，当使用各种速度模式(25G、50G、100G、200G、400G和800G)时，可能需要支持可变接口宽度(进入和离开解码器的符号数目不同)。在解码器的输入处使用数据打包阶段并在解码器的输出处使用数据解包阶段的方法增加了整体延迟。
[0025]本公开的多端口多模式RS FEC系统同时支持各种接口宽度(每个时钟的符号)以及各种模式，使得门计数、存储器占位面积和编解码器延迟是最佳的(例如，减少的)。另外，当需要支持多个端口时，本公开的多端口多模式RS FEC系统在考虑到每个端口的FEC模式和速度要求的情况下共享编解码引擎。
[0026]作为示例，本公开的多端口多模式RS FEC系统包括多个数据输入线，每个数据输入线与数据端口相关联。系统包括具有多个校验子片的校验子块(SDM)和SDM切换逻辑。切换逻辑在本文中也可以被称为胶合逻辑(glue logic)。SDM片的输入与来自多个数据输入线中的数据输入线耦合。切换逻辑与接口端口宽度(IFW)线和模式线耦合。IFW线标识连接在一起的若干数据输入线，并且模式线标识RS模式。经重新制定的无反转伯利坎普
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梅西(reformulated inversionless Berlekamp
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Massey,RiBM)块具有多个RiBM片和RiBM切换逻辑。每个RiBM片与对应SDM片的输出耦合。RiBM切换逻辑与IFW线和模式线耦合。Chien Forney(ChFr)块具有多个ChFr片。每个ChFr片与对应的RiBM片的输出耦合。每个ChFr片还与IFW线和模式线耦合。错误评估幅度(ErEval)块具有多个ErEval片。每个ErEval片与对应的ChFr片的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多端口多模式里德所罗门RS前向纠错系统，包括：多个数据端口，每个数据端口接收相应的数据输入线；校验子块SDM，包括多个校验子片和SDM切换逻辑，SDM片的输入与相应的数据输入线耦合，所述SDM切换逻辑与接口端口宽度IFW线和模式线耦合，其中所述SDM切换逻辑基于由IFW线接收的数据将不同的片与特定端口相关联，以在多个端口之间共享可用片，并且模式线通过标识RS模式来执行模式选择；经重新制定的无反转伯利坎普
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梅西RiBM块，其包括多个RiBM片和RiBM切换逻辑，RiBM片与对应SDM片的输出耦合，所述RiBM切换逻辑与所述IFW线和所述模式线耦合；具有多个ChFr(Chien Forney)片的ChFr块，ChFr片与对应的RiBM片的输出耦合，每个ChFr片与所述IFW线和所述模式线耦合；具有多个错误评估幅度ErEval片的ErEval块，每个ErEval片与对应的ChFr片的输出耦合；以及多个加法器，加法器与对应ErEval片的输出以及多个存储器中的、与所述多个数据输入线中的耦合到对应SDM片的数据输入线耦合的对应存储器耦合，所述加法器标识所述数据中的错误位置，对所述数据应用修复，并且在数据输出线上输出所述数据。2.根据权利要求1所述的系统，还包括存储器接口，所述存储器接口用于与所述多个数据端口耦合，并且将与所述对应存储器相关联的数据输入线耦合到所述多个存储器。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述里德所罗门前向纠错模式是RS(544,514)交织码字、RS(544,514)常规模式、RS(528,514)码字和RS(272,258)码字之一。4.根据权利要求3所述的系统，其中响应于所述SDM片确定所述数据中没有错误，所述数据输入线上的待解码的数据被传递到数据输出线。5.根据权利要求1所述的系统，其中软件控制系统对所述多个数据输入线进行分组。6.一种多端口多模式系统中的前向纠错FEC方法，所述方法包括：在校验子SDM块内的SDM片处接收待解码的数据、与端口宽度相对应的第一信号、与里德所罗门RS FEC模式相对应的第二信号，所述端口宽度提供具有待解码数据的端口的信息，并且所述RS FEC模式提供码字，所述SDM片通过响应于所确定的错误输出非零值信号来确定所接收的待解码数据中是否存在错误，每个SDM片生成SDM片输出；以及通过切换逻辑来处理所述SDM片输出，所述切换逻辑包括一个或多个加法器和一个或多个多路复用器，所述处理包括：由所述一个或多个加法器接收SDM片输出作为输入，以将所接收的SDM片输出组合为经组合的SDM片输出；以及由所述一个或多个多路复用器接收IFW信号和所述经组合的SDM片输出作为输入，以基于所述IFW信号的值选择一个或多个经组合的SDM片输出，所选择的一个或多个经组合的SDM片输出作为输入被提供给经重新制定的无反转伯利坎普
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梅西RiBM块。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述RiBM块包括一个或多个RiBM片，所述方法还包括：在RiBM块中的每个RiBM片处接收所述经组合的SDM片输出，以通过输出错误定位器多项式信号和错误评估器多项式信号来基于所述码字而生成错误...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：美商新思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：