摘要：介紹數(shù)據(jù)傳輸中BCH解碼校驗用匯編語言實現(xiàn)的算法。算法包含BCH碼的差錯檢驗、差錯位查找和差錯糾正，同時列出相關(guān)主要子程序清單并予說明。

    數(shù)據(jù)傳輸通信中，經(jīng)常因傳輸差錯造成誤碼錯碼，尤其在無線通信中，空中的突發(fā)或隨機(jī)干擾噪聲會造成編碼差錯。為了提高傳輸?shù)恼�確率，往往采用一些校驗方法，以檢驗糾正傳輸差錯。通信中校驗的方法很多，其中的BCH編碼有其獨特的優(yōu)點：不僅可以檢糾突發(fā)差錯，還能檢糾隨機(jī)差錯，被廣泛地采用在微機(jī)級的通信中。但對更低層的單片機(jī)級的數(shù)據(jù)傳輸通信糾錯，往往采用奇偶校驗等簡單的校驗方法。BCH校驗因其算法復(fù)雜，尤其是動態(tài)實時的無線通信中，單片機(jī)的通信往往無法采用BCH解碼檢糾。

    筆者近幾年在工業(yè)測控和無線通信系統(tǒng)開發(fā)，摸索了BCH解碼檢糾在實時的、動態(tài)的、單片機(jī)級的通信中的算法，并取得十分突出的效果。以下以BCH（31：21）碼為例進(jìn)行探討。

1 BCH碼結(jié)構(gòu)

    BCH碼是一種檢糾能力較強(qiáng)的循環(huán)碼。它由信息多項式M和校驗多項式J組成，如以T表示整個BCH碼字的31位碼組多項式，則：

T＝M（X）+J（X）（1）

在31位BCH碼的后面再加上1位，以保證整個碼字32位中“1”的個數(shù)為偶數(shù)。該位稱偶校驗位。這樣就形成BCH加1位偶校驗位的標(biāo)準(zhǔn)碼字，其結(jié)構(gòu)為：

其中校驗多項式J（X）由公式（2）計算：

J（X）=M(X)/S(X)    (2)

式中S是BCH碼的生成多項式，見式：
S(X)=X¹⁰+X⁹+X⁸+X⁶+X⁵+X³+X⁰     (3)

生成多項式S的值在BCH碼的值是固定的。

    BCH 碼是一種循環(huán)碼，循環(huán)碼是利用除法來糾錯的。由于任一碼組多項式T都能被生成多項式S整除，所以在接收端可以將接收碼組R用S去除。若在傳輸中未發(fā)生錯誤，接收碼與發(fā)送碼相同，即R＝T（X），故接收碼組R必定能被生成多項式S整除；若碼組在傳輸中發(fā)生錯誤，即R≠T，R被S除時，可能除不盡而有余項 Y，因此，可根據(jù)余項是否為零來判定碼中有無錯誤，如有余項，通過一定的運算就可以確定錯誤位置，從而加以糾正。

    這里R被S除，是32位被 11除，這在非實時靜態(tài)的微機(jī)級實現(xiàn)非常簡單；但在實時的、動態(tài)的、單片機(jī)級的通信中實現(xiàn)要快速巧妙的算法才能實現(xiàn)，否則，現(xiàn)有的碼未檢錯及糾錯完畢，下一個碼已經(jīng)到了。因為動態(tài)中位和位的時距t往往只有幾十μs，以9。6b/s的短信為例，t＝104μs。在這104μs中要完成檢錯、定位和糾錯三個算法程序，才是一個完整的解碼檢糾過程。

2檢錯

    根據(jù)上述原理，檢錯過程也就是求算R被S除的余項Y的過程，如余項Y＝0，則R＝T（X），傳輸無差錯；如余項Y≠0，則R≠T，檢出傳輸差錯。

    在算法語言中，所有的運算總歸于二種運算：加和減。這是電子計算機(jī)的二進(jìn)制基本電路特性所決定的，也是匯編語言唯一的算術(shù)運算方法。為此，這里把除法用模二加法再加右移位實現(xiàn)。

已知：S＝11101101001

R（X）＝r3r4r5r6

調(diào)用下面的模二加法右移子程序，得到R/S（X）的余項Y＝r3r4。

；32位/16位模二加法右移子程序

m2add：movr7，#00

m2ddgx：mova，r3

xrla，#0edh;S（x）的高位＝oed（h）

movr3a

mova，r4

cplacc。5;S（x）的低3位＝001

movr4，a

mova，r3

acc7e10：jbacc。7m2addgx;R的最高位為“0”，則R右移

mova，r6

rlca

movr6，a

mova，r5

rlca

movr5，a

mova，r4

rlca

movr4，a

mova，r3

rlca

movr3，a

movr7

cjner7，#10h，acc7e10;右移總次數(shù)為16次

ret

余項Y的高8位在r3寄存器中，低3位在r4的高3位。

3定位

    假如Y＝r3r4≠0，表示接收到的碼組R有差錯，下一步則由Y的值推算差錯在R中的位置。

    理論上要找出R中差錯的位置，必須計算出差錯校驗子C。在實踐中，校驗子C的計算不僅費時間，而且多位檢糾還需多個校驗子C。為此，經(jīng)過幾年的實踐，把Y直接作為綜合校驗子，通過快速查表找到差錯位置。查找程序的大小和檢糾差錯位數(shù)有關(guān)，這里以檢糾4位差錯為例，說明定位糾錯的方法。

；4位差錯位址查找子程序

bitposi：movb，0;對R高位至低位的移動計數(shù)

movr2，#1fh；設(shè)表格長度

btoa：mova，b

incb

acalltabsub;調(diào)用表格子程序，讀入表格值

clrc

subba，r3;Y中的r3和表格值比較

jnzbinc1：不相等，轉(zhuǎn)出

mova，b；相等，繼續(xù)

acalltabsub

clr

subba，r4;Y（X）中的r4和表格值比較

jnzr2decl：不相等，轉(zhuǎn)出

setbf0;相等，置標(biāo)志位返回

ret

bincl：incb

r2decl：djnzr2，btoa

ret;表格查畢，沒有相等的值，不置標(biāo)志位返回

從查找子程序返回的B寄存器的值，即為差錯在R中從高位到低位的位數(shù)值。

；4位差錯表格子程序

tabsub：inca

movca，@a+pc;將相對位置的表格送入a寄存器

ret

db0ebh;表格開始，長度為查找子程序中

db00；r2寄存器的預(yù)置值

db76h

。

。

。

4糾錯

    找到了差錯在R位置，就可以糾錯了。

    糾錯的原理比較簡單，因為單片機(jī)處理的是二進(jìn)制數(shù)，而二進(jìn)制數(shù)只有二個狀態(tài)，即不是“0”就是“1”。也就是說，R中差錯位是“0”，則改為“1”；差錯位是“1”，則改為“0”。所以糾錯要對所在位求反就行了，程序見本刊網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充版。

    至此，整個檢錯、定位、糾錯的BCH碼校驗檢糾過程結(jié)束。BCH碼校驗算法，經(jīng)過實踐的檢驗，不失為單片機(jī)級的數(shù)據(jù)傳輸校驗好算法。這種方法可以對多位隨機(jī)差錯和多位突發(fā)差錯進(jìn)行檢驗和糾錯，具體位數(shù)的多少僅受單片機(jī)工作頻率的限制，而不受方法的限制。