Xilinx FPGA中RS编码IP核之Generator Start

        前一阵子，学习如何调用ISE中RS编码的IP核，进行信息序列的编码，多亏了有现成的IP核，大大减轻了工作量，于是便翻起了RS编码的Datasheet，发现用起来还蛮简单的，直到编了一段代码测试完，发现编码后的符号和MATLAB中RS编码函数输出的结果不一样，找了一天没发现两种结果不一致的原因出现在哪，直到对RS码的编码过程做了一点了解之后，才找到了原因。

1. RS编码简介

         RS码是一类具有很强纠错能力的多进制BCH码，适用于有突发错误的信道纠错。RS(n,k)码可以由m,n和k这3个参数表示，其中m表示码元符号取自域GF(2^m)，n为码字长度，k为信息符号长度。对于一个可以纠正t个符号错误的RS码，有以下参数：

(1) 码字长度：n=2^m-1个符号或m(2^m-1)个比特；

(2) 信息符号：k(k=1,2,...)个符号段或km个比特；

(3) 监督码：2t=n-k个符号或2mt=m(n-k)个比特；

(4) 最小码距：dmin=2t+1个符号，或mdmin = m(2t+1)个比特。

        RS码的基本思想就是选择一个合适的生成多项式g(x)，使得信息码字生成的编码码字除以g(x)的余式为0，说的明白点RS码属于BCH码，而BCH码也是一种循环码，所以RS码也是循环码，只是RS码是多进制的，其码字的生成方式仍然与循环码字的生成方式一致，主要区别在于生成多项式的选择上，RS码可以预先设计纠错能力t，然后产生对应的能纠t个符号错误的码字生成多项式。RS码生成多项式一般按照下面的公式选择：

        上式中，a^i是GF(2^m)中的一个元素。

2. MATLAB与FPGA之RS编码比较

        MATLAB中，可以通过rsenc(msg,n,k)这个函数来进行RS编码，需要注意的是msg必须是经过gf函数后的符号，具体而言，在matlab中实现RS编码需要下面两步：

        msg = gf(msg0, m);

        msg_coded = rsenc(msg, n, k);

        这种情况下，根据m确定了GF(2^m)上的本原多项式，根据t=(n-k)/2确定了t的值，进一步确定了生成多项式。

        ISE中，RS编码IP核中存在Generator Start项，默认情况下为0，这个Generator Start代表什么含义呢？Datasheet上做了解释，其给出的生成多项式如下：

        其中的n,k就不用解释了，n-k=2t，需要注意的是，这里下标i是从0开始的，matalb默认的生成多项式下标i是从1开始的，因此ISE中RS编码IP核如果Generator Start采用默认的值0的话，则编码结果与MATLAB结果必然不一致，这里只要在配置IP核时，将Generator Start改为1，则生成多项式与MATLAB中一致，编码的结果也与MATLAB的结果一致了。另外，需要强调的是，译码的时候，RS译码的IP核配置时，Generator Start应与编码的一致，这样才能保证两边的生成多项式一致，才能正确译码。