Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2013 |
| Tipo de documento: | Tese |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/615 |
Resumo: | Error-correcting codes are present in almost all modern data communications and data storage systems. Errors during these operations are practically inevitable because of noise and interference in communication channels and degradation of storage media. When topperformance is required, the corresponding algorithms (encoder and decoder) are implemented in hardware. The research project presented in this dissertation, a dedicated chip for a new family of decoders based on information sets, is part of a broad project targeting the development of a new decoder capable of achieving near maximum likelihood decoding (MLD) performance, however with a much simpler hardware, thus demonstrating that the use of this technique (decoding based on information sets), previously prohibitive due to the complexity of the hardware, could now be feasible. Aiming to simplify the hardware, the first step was to modify the original Dorsch algorithm to reduce the number of clock cycles needed to decode a message. The main modifications performed were in the Gauss Jordan elimination procedure and in the number of candidate codewords, which was highly reduced with respect to original Dorsch algorithm. This modified algorithm was first implemented using a hardware description language and evaluated in different FPGA families, where the viability was demonstrated. The algorithm was later implemented in a dedicated chip (ASIC) using CMOS technology in order to complete the demonstration of the feasibility of their implementation, and effective use. |
| id |
UTFPR-12_4c4751a175295fb49b90bc0b8bdd0224 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/615 |
| network_acronym_str |
UTFPR-12 |
| network_name_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informaçãoCódigos corretores de erros (Teoria da informação)Decodificadores (Eletrônica)Circuitos integrados - Integração em escala muito amplaSemicondutores complementares de óxido metálicoArranjos de lógica programável em campoError-correcting codes (Information theory)Decoders (Electronics)Integrated circuits - Very large scale integrationMetal oxide semiconductors, ComplementaryField programmable gate arraysError-correcting codes are present in almost all modern data communications and data storage systems. Errors during these operations are practically inevitable because of noise and interference in communication channels and degradation of storage media. When topperformance is required, the corresponding algorithms (encoder and decoder) are implemented in hardware. The research project presented in this dissertation, a dedicated chip for a new family of decoders based on information sets, is part of a broad project targeting the development of a new decoder capable of achieving near maximum likelihood decoding (MLD) performance, however with a much simpler hardware, thus demonstrating that the use of this technique (decoding based on information sets), previously prohibitive due to the complexity of the hardware, could now be feasible. Aiming to simplify the hardware, the first step was to modify the original Dorsch algorithm to reduce the number of clock cycles needed to decode a message. The main modifications performed were in the Gauss Jordan elimination procedure and in the number of candidate codewords, which was highly reduced with respect to original Dorsch algorithm. This modified algorithm was first implemented using a hardware description language and evaluated in different FPGA families, where the viability was demonstrated. The algorithm was later implemented in a dedicated chip (ASIC) using CMOS technology in order to complete the demonstration of the feasibility of their implementation, and effective use.CAPESCódigos corretores de erros estão presentes em quase todos os sistemas modernos de comunicação e armazenamento de dados. Erros durante essas operações são praticamente inevitáveis devido a ruído e interferências nos meios de comunicação e degradação dos meios de armazenamento. Quando um sistema exige alto desempenho, os correspondentes algoritmos (codificador e decodificador) são implementados em hardware. O projeto de pesquisa apresentado nesta tese, um chip dedicado para uma nova família de decodificadores baseados em conjuntos de informação, é parte de um amplo projeto que visa obter um decodificador com desempenho semelhante à decodificação de máxima verossimilhança (MLD), porém com hardware muito mais simples, demonstrando assim que o uso dessa técnica (decodificação por conjuntos de informação), até então proibitiva devido à complexidade do hardware, poderia tornar-se viável. Visando simplificar o hardware, o primeiro passo foi modificar o algoritmo original de Dorsch para reduzir o número de ciclos de clock necessários para decodificar uma mensagem. As principais modificações realizadas foram na redução de Gauss-Jordan e no número de palavras-código candidatas, consideravelmente reduzidas em relação ao algoritmo original de Dorsch. Este algoritmo modificado foi primeiramente implementado utilizando linguagem de descrição de hardware e avaliado em diferentes famílias de FPGAs, onde demonstrou-se o mesmo ser viável, mesmo para grandes códigos. O algoritmo foi implementado posteriormente em um chip dedicado (ASIC), utilizando tecnologia CMOS, a fim de completar a demonstração da viabilidade de sua implementação e uso efetivo.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialPedroni, Volnei AntonioFrança, Sibilla Batista da Luz2013-10-16T17:39:27Z2013-10-16T17:39:27Z2013-08-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfFRANÇA, Sibilla Batista da Luz. Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação. 2013. 162 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/615porreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccess2015-07-16T14:21:28Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/615Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2015-07-16T14:21:28Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação |
| title |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação |
| spellingShingle |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação França, Sibilla Batista da Luz Códigos corretores de erros (Teoria da informação) Decodificadores (Eletrônica) Circuitos integrados - Integração em escala muito ampla Semicondutores complementares de óxido metálico Arranjos de lógica programável em campo Error-correcting codes (Information theory) Decoders (Electronics) Integrated circuits - Very large scale integration Metal oxide semiconductors, Complementary Field programmable gate arrays |
| title_short |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação |
| title_full |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação |
| title_fullStr |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação |
| title_full_unstemmed |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação |
| title_sort |
Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação |
| author |
França, Sibilla Batista da Luz |
| author_facet |
França, Sibilla Batista da Luz |
| author_role |
author |
| dc.contributor.none.fl_str_mv |
Pedroni, Volnei Antonio |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
França, Sibilla Batista da Luz |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Códigos corretores de erros (Teoria da informação) Decodificadores (Eletrônica) Circuitos integrados - Integração em escala muito ampla Semicondutores complementares de óxido metálico Arranjos de lógica programável em campo Error-correcting codes (Information theory) Decoders (Electronics) Integrated circuits - Very large scale integration Metal oxide semiconductors, Complementary Field programmable gate arrays |
| topic |
Códigos corretores de erros (Teoria da informação) Decodificadores (Eletrônica) Circuitos integrados - Integração em escala muito ampla Semicondutores complementares de óxido metálico Arranjos de lógica programável em campo Error-correcting codes (Information theory) Decoders (Electronics) Integrated circuits - Very large scale integration Metal oxide semiconductors, Complementary Field programmable gate arrays |
| description |
Error-correcting codes are present in almost all modern data communications and data storage systems. Errors during these operations are practically inevitable because of noise and interference in communication channels and degradation of storage media. When topperformance is required, the corresponding algorithms (encoder and decoder) are implemented in hardware. The research project presented in this dissertation, a dedicated chip for a new family of decoders based on information sets, is part of a broad project targeting the development of a new decoder capable of achieving near maximum likelihood decoding (MLD) performance, however with a much simpler hardware, thus demonstrating that the use of this technique (decoding based on information sets), previously prohibitive due to the complexity of the hardware, could now be feasible. Aiming to simplify the hardware, the first step was to modify the original Dorsch algorithm to reduce the number of clock cycles needed to decode a message. The main modifications performed were in the Gauss Jordan elimination procedure and in the number of candidate codewords, which was highly reduced with respect to original Dorsch algorithm. This modified algorithm was first implemented using a hardware description language and evaluated in different FPGA families, where the viability was demonstrated. The algorithm was later implemented in a dedicated chip (ASIC) using CMOS technology in order to complete the demonstration of the feasibility of their implementation, and effective use. |
| publishDate |
2013 |
| dc.date.none.fl_str_mv |
2013-10-16T17:39:27Z 2013-10-16T17:39:27Z 2013-08-22 |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| format |
doctoralThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
FRANÇA, Sibilla Batista da Luz. Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação. 2013. 162 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/615 |
| identifier_str_mv |
FRANÇA, Sibilla Batista da Luz. Desenvolvimento e implementação de chips dedicados para um novo decodificador de códigos corretores de erros baseado em conjuntos de informação. 2013. 162 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013. |
| url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/615 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
| language |
por |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
| publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
| instname_str |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
| instacron_str |
UTFPR |
| institution |
UTFPR |
| reponame_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| collection |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
| repository.mail.fl_str_mv |
riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br |
| _version_ |
1850497882248970240 |