[發明專利]伽羅華域乘法器及糾刪編解碼系統

有效

• 申請號: 202210039878.0
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114063973B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 張磊;王明明;王凜
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: G06F7/523
• 分類號: G06F7/523
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 姚瑩麗

本申請公開了一種伽羅華域乘法器及糾刪編解碼系統。其中，伽羅華域乘法器包括多個串聯連接的基本運算單元和多個串聯連接的循環處理單元，基本運算單元總數和循環處理單元總數根據伽羅華域乘法器的輸入數據的數據位寬確定。各基本運算單元對接收到的數據和目標生成元進行伽羅華域乘法運算，并將乘法計算結果輸出至下一個運算單元和相應的循環處理單元。循環處理單元組用于根據輸入數據、初始化數據和基本運算單元組輸出的伽羅華域乘法運算結果確定當前循環次數，并輸出最終計算結果。本申請不僅可有效降低存儲系統的硬件資源及面積消耗，還支持伽羅華域多項式的靈活配置。

技術領域

本申請涉及計算機技術領域，特別是涉及一種伽羅華域乘法器及糾刪編解碼系統。

背景技術

在數據傳輸和數據存儲領域，糾刪碼以更低地存儲成本備受青睞。RS碼（Reed-Solomon，里德-所羅門碼）是一種比較常見的EC碼（Erasure Code，糾刪碼），其可以根據M個數據塊，計算出N個校驗數據塊。在總數為M+N個數據塊中，只需任意選取N個正常的數據塊就能恢復全部的原始數據。尤其在數據存儲領域，糾刪碼是保證數據可靠性極為重要的一個手段。RS糾刪編碼過程如圖1所示，其中B是編碼所用的矩陣，下半部分B11等灰色部分為柯西或范德蒙矩陣，D為需要糾刪的存儲數據盤，所得到的C是編碼后的數據。當丟失了部分數據塊重新組成新的矩陣運算關系，與其逆矩陣相乘，得到原始數據，這個過程也即如圖2所示的RS糾刪解碼過程。其中，Survivors為存儲落盤發生異常后剩余的正常數據，為正常數據所在行對應編碼陣B重新形成的矩陣，為的逆矩陣。

GF（Galois Field，伽羅華域）乘法被廣泛應用于RS編解碼中，考慮到分布式存儲系統越來越大的存儲磁盤數量和每個磁盤的存儲數據量越來越大，高速率和大吞吐率的分布式存儲使用高速RS糾刪計算為現在設計的主要挑戰，因此用硬件電路實現伽羅華域乘法器應用而生。伽羅華域上的乘法運算使用到了線性代數中最小多項式簡化高次矩陣運算的理論。其基本思想是：首先將兩個向量分別轉化為兩個多項式，然后對兩個多項式進行多項式乘法運算，多項式乘法運算的結果對本原多項式取模運算后的結果轉化為向量。傳統的伽羅華域乘法器采用先乘后取模的方式實現，這種方法占用周期較多且實現較復雜。為了解決傳統方法的技術弊端，相關技術利用查表的方法代替求模的方法，從而可以大幅減少運算周期。