專利名稱：：一種64位并行多模式crc碼生成電路的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電子信息技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是涉及一種64位并行且兼容CRC-32，CRC-16以及CRC-CCITT3種標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)碼的生成電路的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
：在各類數(shù)字通信系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和運(yùn)算系統(tǒng)中，糾錯(cuò)碼能顯著降低誤碼率，提高通信質(zhì)量，并延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)無故障運(yùn)行時(shí)間。循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC(CyclicRedundancyCheck)碼是以其高效率，高性能及低復(fù)雜度在上述領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。具有16或32位冗余比特的CRC編碼為多個(gè)國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)所采納。常見的CRC編碼的ITU-IEEE國(guó)際規(guī)范有CRC-32,CRC-16以及CRC-CCITT等。CRC碼校驗(yàn)將待處理序列作為二進(jìn)制多項(xiàng)式u(x)的系數(shù)。該多項(xiàng)式除以生成多項(xiàng)式g(x)后，所求得的余數(shù)r(x)作為CRC碼附加于原序列后一起發(fā)送。接收端用接收序列對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式v(x)，若余數(shù)為r(x)，則傳輸無誤；否則由發(fā)送端重新傳送(ARQ)，直到無誤為止。隨著10GEthernet等高速通信系統(tǒng)及存儲(chǔ)系統(tǒng)的飛速發(fā)展，并行CRC碼生成電路得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代數(shù)字通信要求通信設(shè)備能夠兼容多種信道條件，這就要求通信系統(tǒng)能夠兼容多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)有關(guān)于并行CRC碼生成電路的文獻(xiàn)均為研究特定位數(shù)的CRC碼的計(jì)算原理與實(shí)現(xiàn)。例如，KovskyT.J.Tsai與JoeChang提出的"ParallelizedCRCcalculationmethodandsystem"只適用于CRC-32模式。由于硬件代價(jià)較大，難于實(shí)現(xiàn)，公開文獻(xiàn)中尚未有關(guān)兼容多協(xié)議的CRC碼生成電路的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種64位并行多模式CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，以較低的硬件成本滿足一些數(shù)字系統(tǒng)對(duì)可配置并行CRC的編碼器的需要。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的基于一種并行CRC編碼器的算法，提出一種統(tǒng)計(jì)的算法，利用這個(gè)算法可以最大限度的減小硬件實(shí)現(xiàn)的成本。提出一種快速矩陣計(jì)算電路，同時(shí)充分考慮CRC-32,CRC-16以及CRC-CCITT等CRC計(jì)算模式的可復(fù)用性，最大限度的復(fù)用計(jì)算電路。提出一種動(dòng)態(tài)連接技術(shù)，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)各種CRC檢驗(yàn)?zāi)Ｊ街g的快速切換。采用本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)的CRC編碼電路具有較好的靈活性和較低的成本，傳統(tǒng)的方法是將多塊電路放在一起，不具有靈活性，同時(shí)成本比較高。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種64位并行多模式CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，按如下過程進(jìn)行1)將64位待輸入數(shù)據(jù)并行輸入信號(hào)路由器Routes，信號(hào)路由器Route巧根據(jù)不同的校驗(yàn)?zāi)Ｊ酱_定各個(gè)矩陣運(yùn)算單元PE"PE2，，PE31，PE32及附加邏輯單元EnE2的輸入信號(hào)；2)矩陣運(yùn)算單元PEpPE2，…，PE^，PE^及附加邏輯單元EpE2完成Wkxm'矩陣與64位的信號(hào)列矢量的快速相乘，且該電路兼容CRC-32，CRC-16及CRC-CCITT3種模式下的矩陣相乘操作，矩陣運(yùn)算單元PEi處理Wk^'的第i行與信號(hào)列矢量的相乘操作；3)矩陣相乘的結(jié)果輸入信號(hào)路由器Routeiv根據(jù)具體的校驗(yàn)?zāi)Ｊ接蒄S1陣列進(jìn)行排序篩選，將32位或16位結(jié)果輸出至下一級(jí)電路；4)根據(jù)不同校驗(yàn)?zāi)Ｊ较戮仃嘑s的具體形式，反饋邏輯單元FE將輸出寄存器陣列DFlip-Flop結(jié)果反饋，并信號(hào)路由器Routes輸出結(jié)果逐位異或，得到待計(jì)算數(shù)據(jù)的CRC碼。通過全面統(tǒng)計(jì)模擬，針對(duì)CRC-32,CRC-16及CRC-CCITT3種不同的CRC模式分別選取恰當(dāng)?shù)膋維矢量b，使得Fs矩陣與WkXm'矩陣中"1"的數(shù)目最少，過程如下所述1)選取b中"l"的數(shù)目；2)改變b中"1"的分布模式；3)檢驗(yàn)b是否滿足使S矩陣可逆；4)考察矩陣Fs及WkxM'中"l"的數(shù)目，確定b值是否符合系統(tǒng)要求，若不符合，返回步驟1);5)由確定的b求得S=[bFMbF2Mb...F(k—1)Mb]，X'(n)=S—1(n)，F(xiàn)s=S—^S，"kXM0"kXm0所述矩陣運(yùn)算單元PEpPE2，…，PE^，PE^及附加邏輯單元EpE2完成Wkxm'矩陣與64位的輸入矢量U(n-1)的快速相乘，且該電路兼容在CRC-32,CRC-16及CRC-CCITT3種模式下的矩陣相乘操作，按如下過程進(jìn)行1)以權(quán)利要求2所確定的CRC-32校驗(yàn)?zāi)Ｊ降腤kXm'為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)32個(gè)矩陣運(yùn)算單元PEpPE2，…，PE『PE^，單元PEi處理Wkxm'的第i行與輸入矢量U(n-l)的相乘操作；2)統(tǒng)計(jì)矩陣WkXm'第i行"l"的數(shù)目Ti，該結(jié)果為單元PEi的輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)，在GF(2)域上，這些信號(hào)的相加與其異或等價(jià)；3)修改上述矩陣運(yùn)算單元，并增加附加邏輯單元E"E^使其能兼容CRC-16,CRC-CCITT模式；4)為每個(gè)矩陣運(yùn)算單元PEpPE2，，PE31，PE32及附加邏輯單元EnE2加入5級(jí)pipeline,進(jìn)一步提高吞吐率。在CRC-32,CRC-16及CRC-CCITT3種不同的CRC模式下，通過建立信號(hào)變換表由信號(hào)路由器Routes為矩陣運(yùn)算單元PEnPE2，，PE31，PE32提供不同的輸入信號(hào)1)信號(hào)路由器Routes將為矩陣運(yùn)算單元PE^PE^…，PE^，PE32)提供三種信號(hào)公共信號(hào)PS，CRC-32模式的補(bǔ)充信號(hào)C32S，CRC-16模式的補(bǔ)充信號(hào)C16S，CRC-CCITT模式的補(bǔ)充信號(hào)CTTS;2)信號(hào)路由器Router!由34個(gè)部分組成:SR丄，SR2，...，SR32，SRE"SRE^通過3種快速多選結(jié)構(gòu)FSnFS2，F(xiàn)S3分別為矩陣運(yùn)算單元PE15PE2，，PE31，PE32以及附加邏輯單元EpE,提供輸入信號(hào)。信號(hào)路由器Router2使用三個(gè)FS:陣列對(duì)矩陣運(yùn)算單元PE15PE2，，PE31，PE32以及附加邏輯單元E"E2輸出信號(hào)進(jìn)行排序篩選，分別產(chǎn)生CRC-16的結(jié)果信號(hào)，CRC-CCITT的結(jié)果信號(hào)以及CRC-32的結(jié)果信號(hào)。反饋邏輯單元FE采用數(shù)據(jù)線再復(fù)用方式，在不同的CRC模式下反饋相應(yīng)的信號(hào)，根據(jù)權(quán)利要求2所確定的不同CRC模式下的反饋矩陣Fs，反饋邏輯單元FE采用32位寄存器來存放CRC-32校驗(yàn)結(jié)果，而復(fù)用低16位來存放CRC-16與CRC-CCITT的校驗(yàn)結(jié)果，Di為32位寄存器組的第i位輸出，0UTi為反饋邏輯單元FE第i位輸出，除去在CRC-32,CRC-16以及CRC-CCITT3種模式下0U1\分別與D64，D16以及D16相連外，任何模式下OUT卜工均與Di相連。本發(fā)明的特點(diǎn)如下本發(fā)明的創(chuàng)造性在于發(fā)現(xiàn)了并行CRC算法矩陣運(yùn)算單元的可復(fù)用性，通過一種有效的算法尋找出硬件消耗較小的運(yùn)算單元。通過提出一種動(dòng)態(tài)連接技術(shù)，以較小的硬件代價(jià)實(shí)現(xiàn)各種模式之間的快速切換。各種高速數(shù)字通信系統(tǒng)，視頻處理系統(tǒng)，高速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理器的設(shè)計(jì)者都可以使用本發(fā)明的方法來設(shè)計(jì)他們的CRC編碼電路。使用者還可以根據(jù)本發(fā)明，設(shè)計(jì)出兼容其他模式的編碼電路。BCH編碼的設(shè)計(jì)者也可使用本發(fā)明所提出的方法來設(shè)計(jì)高速可配置的BCH編碼電路。未來通信系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)多種信道，多種協(xié)議的兼容性，采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的CRC編碼電路能很好的滿足這一要求。本發(fā)明具有數(shù)據(jù)吞吐量高，硬件復(fù)雜度低，易于實(shí)現(xiàn)等顯著特點(diǎn)，廣泛適用于10Gbps-100Gbps的UWB，MPEG，Ethernet,ATM等多種應(yīng)用。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明PEi模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖2為FSJ勺結(jié)構(gòu)圖。圖3為F&的結(jié)構(gòu)圖。圖4為FS3的結(jié)構(gòu)圖。圖5為SRi的結(jié)構(gòu)圖。圖6為信號(hào)路由器Routes的結(jié)構(gòu)圖。圖7為各種模式下的反饋邏輯結(jié)構(gòu)圖。圖8為FE模塊結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式1)設(shè)待計(jì)算數(shù)據(jù)并行度為m，CRC校驗(yàn)碼長(zhǎng)度為k，生成多項(xiàng)式系數(shù)矢量表示為g=[g0gl".gk—2gk—J1,n時(shí)刻的m維輸入矢量U(n)=[u0(n)，Ul(n)，...，um—2(n)，um—丄(n)]T，n時(shí)刻的k維輸出矢量X(n)=[x0(n)，Xl(n)，...xk—2(n)，xk—丄(n)]T，kXk矩陣F代表生成多項(xiàng)式，表示為00…00g010…00gl01…00g200010gt—o0001&—?jiǎng)tm位并行CRC校驗(yàn)碼生成電路在n時(shí)刻的輸出可用矩陣表示為X(n)=FmX(n-l)+[gFgF2gFm-丄g]U(n-l);簡(jiǎn)寫為X(n)=FMX(n-l)+WkXmU(n-l);2)為提高吞吐率，降低硬件復(fù)雜度與功耗，將上式改寫為X'(n)=FSX'(n-l)+WkXm'U(n-l)，其中X'(n)=S-1(n)，F(xiàn)s=S—^S，WkXM'=S-Xx邁，而kXm維矩陣S滿足如下關(guān)系S=[bFMbF2V..F(k—1)Mb]且必須可逆;3)通過全面統(tǒng)計(jì)模擬，選取恰當(dāng)?shù)膋維矢量b，確定矩陣X'(n-l)及Wkxm'，使CRC校驗(yàn)碼生成電路復(fù)雜度最低，按如下步驟進(jìn)行i.選取b中"l"的數(shù)目，ii.改變b中"1"的分布模式，iii.檢驗(yàn)b是否滿足使S矩陣可逆，iv.考察矩陣X'(n-l)及Wkx/中"l"的數(shù)目，確定b值是否符合系統(tǒng)要求，若不符合，返回步驟i;4)確定不同CRC校驗(yàn)?zāi)Ｊ较耴維矢量b的取值i.CRC-32模式b=[10000000111110100000000000000000]ii.CRC-16模式b=[1001000000000001]T，iii.CRC-CCITT模式b=[1000000000000000]T，并由b求得S=[bFMbF2V"F(k—1)Mb]，X'(n)=S—、(n)，F(xiàn)s=S—卞^,WkXm'=5)確定不同CRC校驗(yàn)?zāi)Ｊ较翭s與WkXM'的取值i.CRC-32模式7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中W:32X64:T2]，L與T2均為32X32矩陣，滿足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>6)設(shè)計(jì)快速矩陣運(yùn)算單元PE和EnE2i.以CRC-32的W'kXm為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)32個(gè)PE單元(PE"PE2，，PE31，PE32)DPE,處理矩陣礦kxm的第i行與信號(hào)矢量的相乘操作。ii.統(tǒng)計(jì)各模式下w'kxm矩陣每行"l"的數(shù)目T，T表示該行輸入的信號(hào)個(gè)數(shù)。表l，表2，表3為每種模式相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。iii.由已設(shè)計(jì)好的CRC-32模式的PE單元設(shè)計(jì)其他兩種模式的PE單元。iv.CRC-16模式下，由表2考察每行對(duì)應(yīng)的T的數(shù)目Ti，若表1中存在某行j的數(shù)目Tj與其相等，則該模式的PE,模塊選用CRC-32模式的PEj模塊。若不存在Tj，則在表1中尋找與1最接近的數(shù)值Tk，同時(shí)修改CRC-32模式下PEk，使其能處理的輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)為1與Tk中較大者。如果Ti與表1中所有T數(shù)值都相差很大，則使用單獨(dú)的模塊處理該行。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>v.CRC-CCITT模式與CRC-16模式的方法相同。表4給出了具體的對(duì)應(yīng)列表。這里的表示基于CRC-32模式下經(jīng)過修改過的PE模塊，這些模塊在不同的模式下處理不同的輸入。vi.設(shè)計(jì)模塊PE:若PE模塊有N個(gè)輸入，則該模塊是「log2W]級(jí)的XOR樹。若某級(jí)有X個(gè)輸入，則該級(jí)共需XOR門Ngate=(X-(Xmod2))/2門，輸出信號(hào)的個(gè)數(shù)Y=N樹e+1，如圖1所示。E工與&模塊的設(shè)計(jì)與PE模塊類似。需要指出，某些PE模塊可能有兩個(gè)輸出。這是為了充分復(fù)用器件，以最大程度減小器件消耗。如表5，后綴"32"，"CC"，"16"表示在對(duì)應(yīng)模式下，該信號(hào)輸出正確的結(jié)果。vii.為各PE模塊添加相同級(jí)數(shù)的流水線。表1CRC-32模式下W'kXm的統(tǒng)計(jì)結(jié)果行數(shù)12345678T3130383431222927行數(shù)910111213141516T2623312427382830行數(shù)1718192021222324T3428322736312728行數(shù)2526272829303132T3030362822342136表2CRC-16模式下W'kXm的統(tǒng)計(jì)結(jié)果行數(shù)12345678T2831402931253216行數(shù)910111213141516T3332271337221430表3CRC-CCITT模式下W'kXm的統(tǒng)計(jì)結(jié)果行數(shù)12345678T303224283237303411<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>7)設(shè)計(jì)信號(hào)路由器Routesi.每個(gè)PE模塊在不同CRC校驗(yàn)?zāi)Ｊ较螺斎胄盘?hào)是不同的，Routes為每個(gè)PE模塊提供相應(yīng)校驗(yàn)?zāi)Ｊ较碌妮斎胄盘?hào)。每個(gè)PE模塊的輸入信號(hào)分為各種模式下的公共輸入信號(hào)PS，CRC-32模式的補(bǔ)充信號(hào)C32S，CRC-16模式的補(bǔ)充信號(hào)C16S以及CRC-CCITT模式的補(bǔ)充信號(hào)CTTS。ii.對(duì)輸入信號(hào)U(n)進(jìn)行編號(hào):U(n)=[u。(n)，Ul(n)，...，u,—2(n)，um—,(n)]T的第一個(gè)信號(hào)u。(n)編號(hào)為1，Ul(n)編號(hào)為2。依此類推，um—Jn)編號(hào)為64。iii.考察各模式下的W'kxm矩陣，確定PEi在不同模式下的輸入信號(hào)集合。首先確定PEi在各模式下對(duì)應(yīng)的W'kXm矩陣的行序號(hào)32，i區(qū)—16及CT。在CRC-32模式，CRC-16模式以及CRC-CCITT模式下，PEi分別完成輸入信號(hào)與W'kxm矩陣的第iu行，第iCKC—16行及第idCT行的相乘操作。確定序號(hào)集合O,.=UIwtR(—=1orw,"=1or氣CTj=1}，由①i可以確定PEi在各種模式下的公共輸入信號(hào)PS，CRC-32模式的補(bǔ)充信號(hào)C32S，CRC-16模式的補(bǔ)充信號(hào)C16S以及CRC-CCITT模式的補(bǔ)充信號(hào)CTTS。iv.Router!由34個(gè)部分組成SR!，SR2，，SR32，SRE!及SRE2。它們分別為模塊PEpPEy…，PE32，Ei及E2提供輸入信號(hào)。Routes有3種基本單元FSpFS2及FSg。上述基本單元采用動(dòng)態(tài)連接技術(shù)，從輸入信號(hào)中選取需要的信號(hào)傳遞給下級(jí)電路，與傳統(tǒng)多路選擇器相比具有傳輸延遲小，硬件消耗少的優(yōu)點(diǎn)。FS"FS2及FS3分別實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)，兩個(gè)及三個(gè)輸入信號(hào)的選擇。FS15FS2及FS3的電路圖如圖2，圖3與圖4所示。v.對(duì)PEi模塊而言，公共信號(hào)PS直接連接到PEi上。若公共信號(hào)數(shù)目為P，則這些信號(hào)占據(jù)PE;的Input"Input2，，InputP—nInputP輸入端口。令Ockc—32，Ockc—16及CT分別表示CRC-32模式，CRC-16模式及CRC-CCITT模式下的補(bǔ)充信號(hào)集合。而N32，N16及NCT分別表示對(duì)應(yīng)集合的元素個(gè)數(shù)。若上述三數(shù)均不為O，不失一般性，設(shè)最小值為Nw。從集合①u，①n及①kt中選出N16個(gè)信號(hào)，作為N16個(gè)FS3模塊的輸入信號(hào)，分別連接至FS3〈0>，F(xiàn)S3〈1>，F(xiàn)S3〈2>端口。剩余的信號(hào)數(shù)目分別為N32-N16，0及NCT_N16。16的信號(hào)已經(jīng)全部連接至的輸入端。不失一般性，設(shè)剩余的兩個(gè)非零值中較小者為NCT-N16，則模塊還需NCT-N16個(gè)FS2模塊。從N32-N16與NCT-N16中分別選取NCT-N16個(gè)信號(hào)分別連接至FS2〈0>與FS2〈1>上?，F(xiàn)集合①n，①crc-ct的信號(hào)已全部連至輸入端。剩余N32-NCT個(gè)信號(hào)分別連接至N32-NCT個(gè)FSJ莫塊的輸入端。若N32，N16及NCT三數(shù)中有一個(gè)為0，則模塊不需FS3模塊。若上述三數(shù)有兩個(gè)為0，則SRi模塊不需FS3和F^模塊。SRi的結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。其中M，N及P的值可以為零。SREpSRE2模塊的設(shè)計(jì)方法與模塊類似。表6和表7給出SR!，SR2，，SR32，SRE丄及SRE2模塊的輸入信號(hào)列表。表8給出SR"SR2，，SR32，控制信號(hào)列表。SRE丄及SRE2模塊的控制信號(hào)產(chǎn)生的方法與模塊相同。8)設(shè)計(jì)信號(hào)路由器Router2i.由于采用了功能復(fù)用技術(shù)，某PE模塊可能有多個(gè)輸出端口，同時(shí)某個(gè)端口在不同模式下具有不同的輸出。表5給出PE模塊輸出端口的詳細(xì)說明。表中CRC的后綴"32"，"CC"，"16"表示在對(duì)應(yīng)模式下，該信號(hào)輸出正確的結(jié)果。需指出，由于采用了功能復(fù)用技術(shù)，在CRC-16模式及CRC-CCITT模式下，需對(duì)輸出先排序再輸入至下級(jí)電路。如圖6所示，Router2使用三個(gè)FS工陣列，分別用于產(chǎn)生CRC-16模式，CRC-CCITT模式及CRC-32模式的結(jié)果信號(hào)。ii.在CRC-16模式及CRC-CCITT模式下，圖7中高16位數(shù)據(jù)無效。在CRC-16模式下，需16個(gè)模塊:FS丄[1]，[2]，…，F(xiàn)S丄[15]，[16]。16個(gè)模塊的輸入信號(hào)由表4與表5決定，F(xiàn)S工[i]的輸入信號(hào)的查找過程如下首先檢查表4中CRC-16模式下第i行所對(duì)應(yīng)的PEi(E工或E》模塊，該模塊為FSji]提供輸入；然后檢查該模塊的輸出列表，后綴包含"16"的信號(hào)即為FSji]的輸入。CRC-CCITT模式下的輸入信號(hào)獲取與CRC-16模式類似。CRC-32模式下不需查表，F(xiàn)Sji]直接連接對(duì)應(yīng)的PEi(E工或E》模塊的輸出列表中包含后綴"32"的信號(hào)。CRC_32，CRC_16，CRC_CC表示對(duì)應(yīng)模式下的選通信號(hào)。9)設(shè)計(jì)反饋邏輯單元FEi.反饋邏輯單元FE在不同的CRC校驗(yàn)?zāi)Ｊ较路答佅鄳?yīng)的信號(hào)。根據(jù)三種校驗(yàn)?zāi)Ｊ较路答伨仃嘑s的具體形式，本發(fā)明采用32位寄存器組存放CRC-32的校驗(yàn)結(jié)果。并利用上述寄存器的低16位來存放CRC-16與CRC-CCITT的校驗(yàn)結(jié)果。圖7為三種校驗(yàn)?zāi)Ｊ较碌姆答佭壿嫛i表示32位寄存器組的第i位輸出，OUTi表示反饋邏輯的第i個(gè)輸出。特別的，CRC-32模式，CRC-16模式及CRC-CCITT模式下0U1\分別與032，016及016相連。除圖7所定義的連接之外，任何模式下OUIV工與Di直接相連。同時(shí)需對(duì)反饋邏輯的輸出進(jìn)行選擇。圖8為FE模塊的結(jié)構(gòu)圖。ii.附表(6)Route巧子模塊輸入信號(hào)列表(FS!和FS2)<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>附表(6)續(xù)<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>附表(7)Router1子模塊輸入信號(hào)列表(FS3和直接相連部分)<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>附表(8)各種模式下SR控制信號(hào)<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>附表(8)續(xù)<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>附表(8)續(xù)<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>說明在每個(gè)SR模塊內(nèi)部，所有的FS1使用同樣的控制信號(hào)，所有的FS2使用同樣的控制信號(hào)，所有的FS3使用同樣的控制信號(hào)。上述實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種64位并行多模式CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，按如下過程進(jìn)行1)將64位待輸入數(shù)據(jù)并行輸入信號(hào)路由器Router1，信號(hào)路由器Router1根據(jù)不同的校驗(yàn)?zāi)Ｊ酱_定各個(gè)矩陣運(yùn)算單元PE1，PE2，…，PE31，PE32及附加邏輯單元E1，E2的輸入信號(hào)；2)矩陣運(yùn)算單元PE1，PE2，…，PE31，PE32及附加邏輯單元E1，E2完成Wk×m′矩陣與64位的信號(hào)列矢量的快速相乘，且該電路兼容CRC-32，CRC-16及CRC-CCITT3種模式下的矩陣相乘操作，矩陣運(yùn)算單元PEi處理Wk×m′的第i行與信號(hào)列矢量的相乘操作；3)矩陣相乘的結(jié)果輸入信號(hào)路由器Router2，根據(jù)具體的校驗(yàn)?zāi)Ｊ接蒄S1陣列進(jìn)行排序篩選，將32位或16位結(jié)果輸出至下一級(jí)電路；4)根據(jù)不同校驗(yàn)?zāi)Ｊ较戮仃嘑S的具體形式，反饋邏輯單元FE將輸出寄存器陣列DFlip-Flop結(jié)果反饋，并與信號(hào)路由器Router2輸出結(jié)果逐位異或，得到待計(jì)算數(shù)據(jù)的CRC碼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種64位并行多模式CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，其特征是通過全面統(tǒng)計(jì)模擬，針對(duì)CRC-32,CRC-16及CRC-CCITT3種不同的CRC模式分別選取恰當(dāng)?shù)膋維矢量b，使得Fs矩陣與WkXm'矩陣中"1"的數(shù)目最少，過程如下所述1)選取b中"l"的數(shù)目；2)改變b中"l"的分布模式；3)檢驗(yàn)b是否滿足使S矩陣可逆；4)考察矩陣Fs及Wk^'中"l"的數(shù)目，確定b值是否符合系統(tǒng)要求，若不符合，返回步驟l);5)由確定的b求得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種64位并行多模式CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，其特征是矩陣運(yùn)算單元PEpPE^…，PE^，PE^及附加邏輯單元完成WkXm'矩陣與64位的輸入矢量U(n-l)的快速相乘，且該電路兼容在CRC-32,CRC-16及CRC-CCITT3種模式下的矩陣相乘操作，按如下過程進(jìn)行1)以權(quán)利要求2所確定的CRC-32校驗(yàn)?zāi)Ｊ降腤kx/為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)32個(gè)矩陣運(yùn)算單元PEpPEy…，PE^，PE32，單元PEi處理Wkxm'的第i行與輸入矢量U(n-l)的相乘操作；2)統(tǒng)計(jì)矩陣Wkx/第i行"l"的數(shù)目Ti，該結(jié)果為單元PEi的輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)，在GF(2)域上，這些信號(hào)的相加與其異或等價(jià)；3)修改上述矩陣運(yùn)算單元，并增加附加邏輯單元EpE^使其能兼容CRC-16,CRC-CCITT模式；4)為每個(gè)矩陣運(yùn)算單元PEpPE2，，PE31，PE^及附加邏輯單元E"^加入5級(jí)pipeline,進(jìn)一步提高吞吐率。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種64位并行多模式CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，其特征是反饋邏輯單元FE采用數(shù)據(jù)線再復(fù)用方式，在不同的CRC模式下反饋相應(yīng)的信號(hào)，根據(jù)權(quán)利要求2所確定的不同CRC模式下的反饋矩陣Fs，反饋邏輯單元FE采用32位寄存器來存放CRC-32校驗(yàn)結(jié)果，而復(fù)用低16位來存放CRC-16與CRC-CCITT的校驗(yàn)結(jié)果，Di為32位寄存器組的第i位輸出，0UTi為反饋邏輯單元FE第i位輸出，除去在CRC-32,CRC-16以及CRC-CCITT3種模式下0U1\分別與D64，D16以及D16相連外，任何模式下0UT卜:均與Di相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種64位并行多模式CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，其特征是在CRC-32,CRC-16及CRC-CCITT3種不同的CRC模式下，通過建立信號(hào)變換表由信號(hào)路由器Routes為矩陣運(yùn)算單元PEnPE2，，PE31，PE32提供不同的輸入信號(hào)1)信號(hào)路由器Routes將為矩陣運(yùn)算單元PEpPE2，，PE31，PE32)提供三種信號(hào)公共信號(hào)PS，CRC-32模式的補(bǔ)充信號(hào)C32S，CRC-16模式的補(bǔ)充信號(hào)C16S，CRC-CCITT模式的補(bǔ)充信號(hào)CTTS;2)信號(hào)路由器Routes由34個(gè)部分組成:SR丄，SR2，…，SR32，SRE"SR^，通過3種快速多選結(jié)構(gòu)FS"FS2，F(xiàn)S3分別為矩陣運(yùn)算單元PEnPE2，，PE31，PE32以及附加邏輯單元E15E2提供輸入信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種64位并行多模式CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，其特征是信號(hào)路由器Routes使用三個(gè)FS工陣列對(duì)矩陣運(yùn)算單元PE15PE2，，PE31，PE32以及附加邏輯單元E"E2輸出信號(hào)進(jìn)行排序篩選，分別產(chǎn)生CRC-16的結(jié)果信號(hào)，CRC-CCITT的結(jié)果信號(hào)以及CRC-32的結(jié)果信號(hào)。全文摘要本發(fā)明公開了一種64位并行多協(xié)議CRC碼生成電路的設(shè)計(jì)方法，通過考察所兼容的校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，使用器件?fù)用技術(shù)，降低器件的消耗；該電路在不增加硬件復(fù)雜度的前提下兼容CRC-32，CRC-16，及CRC-CCITT三種主流CRC模式，本發(fā)明通過全面統(tǒng)計(jì)模擬，針對(duì)3種CRC模式分別選取最優(yōu)的Wk×m′矩陣與Fs矩陣，降低硬件復(fù)雜度，矩陣運(yùn)算單元與附加邏輯單元實(shí)現(xiàn)k×64矩陣Wk×m′與64×1向量的快速相乘，信號(hào)路由器通過“動(dòng)態(tài)連接技術(shù)”極大的減少延時(shí)并將器件消耗減至最小，反饋邏輯單元采用數(shù)據(jù)線再復(fù)用方式以較低的硬件代價(jià)快速有效的完成反饋操作；本發(fā)明具有數(shù)據(jù)吞吐量高，硬件復(fù)雜度低，易于實(shí)現(xiàn)等顯著特點(diǎn)，廣泛適用于10Gbps-100Gbps的UWB，MPEG，Ethernet，ATM等多種應(yīng)用。文檔編號(hào)H03M13/15GK101783688SQ20101011842公開日2010年7月21日申請(qǐng)日期2010年3月5日優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日發(fā)明者何書專,李麗,林軍,潘紅兵申請(qǐng)人:蘇州和邁微電子技術(shù)有限公司