[发明专利]LFSR仿真

说明书

扰码发生器以及CRC发生器和校验器传统上是在如线性反馈移位寄存器 (LFSR)的硬件中实现的。然而，此类实现的每一位要求一个时钟周期。

有时候期望更快速地处理数据，这可通过利用LFSR可被数学地表示成传 递矩阵——定义成使得NextState(下一状态)＝A*CurrentState(当前状 态)(模2)——这个事实来完成，其中NextState和CurrentState是表示LFSR 的状态的列向量。这样，就能够仿真LFSR。

注释：传递矩阵中的模2意味着GF(2)上进行运算(即，全部皆是一位并 且可仅具有值0和1)，但是这种办法当然不限于GF(2)。然而，这种约定通 篇用在本文献中，因为在实际系统中常常使用GF(2)。

对于CRC，或者其下一状态和/或输出依赖于数据输入的任意LFSR， NextState和CurrentState具有除表示LFSR状态的元素之外的用于表示数据 输入的额外元素。

可通过将A升至第n次幂来使LFSR在单个时钟周期中步进n次：

NextState_n＝Aⁿ*CurrentState(模2)。

根据一个方面，本发明提供了一种用于仿真具有一个或多个输入以及一个 或多个输出的至少之一的LFSR的操作的装置，其中LFSR的状态可由具有描述 LFSR的一个输入或多个输入——如果有的话、LFSR的内容以及LFSR的一个输 出或多个输出——如果有的话——等部分的状态向量来描述，其中可将该状态 向量乘以时移矩阵以对由向量指定的状态进行时移，并且其中该装置包括：用 于将状态向量的第一实例与矩阵相乘以产生相对于该第一实例时移的状态向 量的第二实例的装置，且其中状态向量的输入和输出部分中的一者或两者可被 调节维数(dimensioned)以分别容纳在由矩阵指定的时移期间在不同时间到 达的输入和在时移期间在不同时间产生的输出。

本发明还包括一种用于仿真具有一个或多个输入以及一个或多个输出的 至少之一的LFSR的操作的方法，其中LFSR的状态可由具有描述LFSR的一个 输入或多个输入——如果有的话、LFSR的内容以及LFSR的一个输出或多个输 出——如果有的话——等部分的状态向量来描述，其中可将该状态向量乘以时 移矩阵以对由向量指定的状态进行时移，并且其中该方法包括：将状态向量的 第一实例与矩阵相乘以产生相对于该第一实例时移的状态向量的第二实例，且 其中状态向量的输入和输出部分中的一者或两者可被调节维数以分别容纳在 由矩阵指定的时移期间在不同时间到达的输入和在时移期间在不同时间产生 的输出。

根据另一方面，本发明提供了一种用于仿真具有一个或多个输入以及一个 或多个输出的至少之一的LFSR的操作的装置，其中LFSR的状态可由具有描述 LFSR的一个输入或多个输入——如果有的话、LFSR的内容以及LFSR的一个输 出或多个输出——如果有的话——等部分的状态向量来描述，其中可将该状态 向量乘以时移矩阵以对由向量指定的状态进行时移，并且其中该装置包括：用 于将状态向量的第一实例与矩阵相乘以产生相对于该第一实例时移的状态向 量的第二实例的装置，其中乘法仅扩展到矩阵中描述状态向量的第一实例的 LFSR内容和输入部分对第二实例的LFSR内容和输出部分的影响的那些部分。

本发明还提供了一种用于仿真具有一个或多个输入以及一个或多个输出 的至少之一的LFSR的操作的方法，其中LFSR的状态可由具有描述LFSR的一 个输入或多个输入——如果有的话、LFSR的内容以及LFSR的一个输出或多个 输出——如果有的话——等部分的状态向量来描述，其中可将该状态向量乘以 时移矩阵以对由向量指定的状态进行时移，并且其中该方法包括：通过将状态 向量的第一实例与矩阵相乘对状态向量的第一实例进行时移以产生状态向量 的第二实例，所述乘法仅扩展到矩阵中描述状态向量的第一实例的LFSR内容 和输入部分对第二实例的LSFR内容和输出部分的影响的那些部分。

因此，状态向量可以被时移而无需执行时移矩阵中所有部分对状态向量的 影响的计算。另外，无需为了存储状态向量的第一实例的输出部分或状态向量 的第二实例的输入部分的目的而将存储与装置相关联，结果减小所需的数据存 储量是可能的。