[发明专利]抗单粒子翻转和单粒子瞬态的高速串行接口数据编解码方法

说明书

本发明针对现有抗单粒子翻转和单粒子瞬态的高速串行接口数据编解码方法纠错时间或硬件开销大的技术问题，提出一种抗单粒子翻转和单粒子瞬态的高速串行接口数据编解码方法，包括发送端对发送的低速并行数据的编码和并串转换步骤，以及接收端对接收的高速串行信号的串并转换和解码步骤。本发明对多拍并行数据的每个数据位拼接而成的新数据分别进行编码，而且错误数据在解码过程中将得到纠正，可直接纠正错误的数据，无需重传，效率高；所使用的编码方式中，纠错的过程是按列进行，即便连续多位数据都出错，按列进行纠错的过程中错误数据也只有一个，故解码方法能纠正1位错即可，因此，本发明只需纠正1位错，硬件实现过程简单，电路开销小。

技术领域

本发明涉及一种高速串行接口数据的编解码方法，特别涉及一种抗单粒子翻转和单粒子瞬态的高速串行接口数据编解码方法。

背景技术

太空中存在大量高能粒子(质子、电子、重离子等)，集成电路中的时序电路受到这些高能粒子轰击后，其保持的状态有可能发生翻转，此效应称为单粒子翻转效应。集成电路中的组合电路受到这些高能粒子轰击后，有可能产生瞬时电脉冲，此效应称为单粒子瞬态效应。如果时序电路的状态发生错误翻转，或者单粒子瞬态效应产生的瞬时电脉冲被时序电路错误采集，都会造成集成电路工作不稳定甚至产生致命的错误，这在航天、军事领域尤为严重。因此，对集成电路进行加固从而减少单粒子翻转效应和单粒子瞬态效应越来越重要。

高速串行接口电路(Serializer/Deserializer，SerDes)是高速数据传输系统中使用的重要集成电路，由发送端和接收端组成。发送端将低速并行数据并串转换成高速串行信号通过传输媒体(光缆、铜线等)发送到接收端。接收端将高速串行信号串并转换成低速并行数据。

单粒子翻转效应和单粒子瞬态效应往往会导致太空中工作的高速串行接口电路发出的串行数据出现连续多位数据误码，大大增加高速数据传输系统的误码率。其抗单粒子翻转和单粒子瞬态的能力对整个高速数据传输系统的抗单粒子翻转和单粒子瞬态的能力起关键作用，对高速串行接口电路进行加固可以使高速数据传输系统的抗单粒子翻转和单粒子瞬态能力得到提高。

通常采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)结合数据重传的方法来对单粒子翻转和单粒子瞬态造成的SerDes误码进行纠错。该方法将SerDes发送端的输入数据先进行CRC编码，然后经过并串转换发送到接收端，接收端将收到的数据先进行串并转换，然后通过CRC校验码对接收端数据进行校验，如果发现CRC校验不通过，则丢弃该数据，并通知发送端重传该数据。该方法具有纠正单粒子翻转和单粒子瞬态造成的连续多位数据误码的能力，但纠错过程耗时长，不适用于要求数据传输实时性的应用。

申请号为201711390319.X的中国专利公开了一种抗干扰的高速串行接口及其实现方法。该方法将输入数据先经过RS编码，再经过交织，后经过8B/10B编码，通过并串转换进行发送；输出数据先经过串并转换，再经过8B/10B解码，后经过解交织，通过RS解码还原成原始数据。该方法理论上具有实时纠正单粒子翻转和单粒子瞬态造成的连续多位数据误码的能力，但利用该方法纠正连续多位数据误码需要RS编解码电路具有纠正多位错的能力。当该方法能够纠正的连续误码数据位数增加时，不仅RS校验码的位数快速增加，而且编解码电路的复杂性和硬件开销也快速增大，电路的面积和功耗代价大。

发明内容

本发明针对现有抗单粒子翻转和单粒子瞬态的高速串行接口数据编解码方法纠错时间或硬件开销大的技术问题，提出一种抗单粒子翻转和单粒子瞬态的高速串行接口数据编解码方法，它可以纠正SerDes发出的串行数据出现连续多位数据出错，且只需纠正1位错，硬件实现过程简单，电路开销小。

抗单粒子翻转和单粒子瞬态的高速串行接口数据编解码方法，包括发送端对发送的低速并行数据的编码和并串转换步骤，以及接收端对接收的高速串行信号的串并转换和解码步骤；

发送端对发送的低速并行数据的编码和并串转换，步骤如下：