一种应用于固态硬盘的译码方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及数据处理领域，特别涉及一种应用于固态硬盘的译码方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、在ssd(solid state drives，固态硬盘)领域，数据存储到nand(一种使用浮栅晶体管的非易失性存储器)颗粒中存在一定的出错概率，因此需要在存储之前对数据进行编码并对存储的数据进行译码以便还原数据，在译码过程便会对因存储而出错的数据进行纠错。ldpc(low density parity check code，低密度奇偶校验码因其接近香农极限的优良性能和低译码复杂度已成为nand闪存的主流纠错算法。然而现有ldpc算法并没有针对nand特性进行针对优化，ldpc码中短环的存在导致译码过程不能快速收敛，工作效率较低，在有限迭代次数内纠错数量较少，同时还会导致ssd能耗较高。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种应用于固态硬盘的译码方法、系统、设备及存储介质，能够在译码时快速收敛，提高低密度奇偶校验码性能码的性能。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于固态硬盘的译码方法，包括：

3、读取固态硬盘中的待处理数据；

4、获取最优校验矩阵，基于所述最优校验矩阵得到低密度奇偶校验码；

5、通过所述低密度奇偶校验码对所述待处理数据进行译码；

6、其中，获取所述最优校验矩阵的过程包括：

7、确定m×n的校验矩阵各列中的第一非零元素数量，n和m为大于1的整数；

8、令所述校验矩阵中的所有元素均为0，得到当前校验矩阵；

9、对当前校验矩阵中的当前优化列进行优化操作，所述优化操作包括：基于当前优化列的第一非零元素数量确定非零元素在当前优化列中的所有放置方式，获取按每一所述放置方式放置所述非零元素后得到的中间校验矩阵所包含的短环的数量，在包含所述短环的数量最少的放置方式中确定最优放置方式，按所述最优放置方式在所述当前优化列中放置所述非零元素，得到新的当前校验矩阵，并重复本步骤，直至当前校验矩阵中不存在当前优化列；所述当前优化列为当前校验矩阵中未进行所述优化操作的列；

10、将不存在当前优化列的当前校验矩阵确定为最优校验矩阵。

11、其中，获取按每一所述放置方式放置所述非零元素后得到的中间校验矩阵所包含的短环的数量的过程包括：

12、按每一所述放置方式放置所述非零元素后得到中间校验矩阵；

13、确定每一所述中间校验矩阵的所有非零元素中是否存在满足预设条件的非零元素组，所述非零元素组包括第一非零元素、第二非零元素、第三非零元素和第四非零元素，所述预设条件为所述第一非零元素和所述第二非零元素同行，所述第三非零元素和所述第四非零元素同行，所述第一非零元素和所述第三非零元素同列，所述第二非零元素和所述第四非零元素同列；

14、确定每一所述中间校验矩阵中满足所述预设条件的非零元素组的数量，将所述非零元素组的数量确定为所述中间校验矩阵中的短环的数量。

15、其中，按每一所述放置方式放置所述非零元素后得到中间校验矩阵之后，所述应用于固态硬盘的译码方法还包括：

16、确定每一所述中间校验矩阵所包含的最大环长；

17、在包含所述短环的数量最少的放置方式中确定最优放置方式的过程包括：

18、在包含所述短环的数量最少的放置方式中，选择所述最大环长最大的放置方式为最优放置方式。

19、其中，确定每一所述中间校验矩阵所包含的最大环长的过程包括：

20、基于当前优化列中的各个非零元素的行位置对所述中间校验矩阵中的所有非零元素进行划分，得到多层元素集合；第一层元素集合包括当前优化列中的所有非零元素，第i+1层元素集合中包括的各个非零元素为与第i层元素集合中的各个非零元素同行不同列或同列不同行的非零元素，所述中间校验矩阵中不存在与最后一层元素集合中的各个非零元素同行不同列或同列不同行的非零元素，任意两层元素集合的交集为空集，i＝1，2，…，p，p为最后一层；

21、根据所述元素集合的层数确定所述中间校验矩阵所包含的最大环长。

22、其中，根据所述元素集合的层数确定所述中间校验矩阵所包含的最大环长的过程包括：

23、根据第一关系式确定所述中间校验矩阵所包含的最大环长，所述第一关系式为lmax＝2l，其中，lmax为所述最大环长，l为所述层数。

24、其中，所述放置方式包括各个所述非零元素放置在当前优化列的行位置；

25、基于当前优化列的第一非零元素数量确定非零元素在当前优化列中的所有放置方式，获取按每一所述放置方式放置所述非零元素后得到的中间校验矩阵构成的所有环长，将包括短环的数量最少的放置方式确定为最优放置方式，按所述最优放置方式在所述当前优化列中放置所述非零元素，得到新的当前校验矩阵的过程为：

26、确定当前优化列的第一非零元素数量；

27、判断放置计数值是否小于所述第一非零元素数量；所述放置计数值的初始值为0；

28、若否，得到新的当前校验矩阵；

29、若是，确定当前优化列中的备选行位置；所述备选行位置为未放置所述非零元素的行位置；

30、在每一所述备选行位置放置所述非零元素，得到与每一所述备选行位置对应的中间校验矩阵；

31、获取每一所述中间校验矩阵包含的短环的数量；

32、在包含所述短环的数量最少的中间校验矩阵对应的备选行位置中确定中间最优行位置，在所述中间最优行位置放置所述非零元素，将所述放置计数值加1，并重新执行判断所述放置计数值是否小于所述第一非零元素数量的操作。

33、其中，判断放置计数值是否小于所述第一非零元素数量之前，所述应用于固态硬盘的译码方法还包括：

34、判断当前优化列的各个所述行位置是否均未放置所述非零元素；

35、若是，在当前优化列中按增大环长原则确定目标行位置；

36、将所述非零元素放置在所述目标行位置，将所述放置计数值加1。

37、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种应用于固态硬盘的译码系统，包括：

38、读取模块，用于读取固态硬盘中的待处理数据；

39、获取模块，用于获取最优校验矩阵，基于所述最优校验矩阵得到低密度奇偶校验码；

40、译码模块，用于通过所述低密度奇偶校验码对所述待处理数据进行译码；

41、其中，获取所述最优校验矩阵的过程包括：

42、确定m×n的校验矩阵各列中的第一非零元素数量，n和m为大于1的整数；

43、令所述校验矩阵中的所有元素均为0，得到当前校验矩阵；

44、对当前校验矩阵中的当前优化列进行优化操作，所述优化操作包括：基于当前优化列的第一非零元素数量确定非零元素在当前优化列中的所有放置方式，获取按每一所述放置方式放置所述非零元素后得到的中间校验矩阵所包含的短环的数量，在包含所述短环的数量最少的放置方式中确定最优放置方式，按所述最优放置方式在所述当前优化列中放置所述非零元素，得到新的当前校验矩阵，并重复本步骤，直至当前校验矩阵中不存在当前优化列；所述当前优化列为当前校验矩阵中未进行所述优化操作的列；

45、将不存在当前优化列的当前校验矩阵确定为最优校验矩阵。

46、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种电子设备，包括：

47、存储器，用于存储计算机程序；

48、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的应用于固态硬盘的译码方法的步骤。

49、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的应用于固态硬盘的译码方法的步骤。

50、本技术提供了一种应用于固态硬盘的译码方法，首先根据校验矩阵每一列需求的第一非零元素数量确定各非零元素在该列的放置方式，并确定按该放置方式放置非零元素后得到的中间校验矩阵中所包含的短环的数量，从包含的短环数量最少的放置方式中确定该列非零元素的最优放置方式，按最优放置方式在该列放置非零元素，从而实现对校验矩阵中一个列的优化，减少检验矩阵中短环的数量，直至完成校验矩阵中所有列的优化后，得到最优校验矩阵，该最优校验矩阵对应的泰纳图具有较少的短环，使用该最优校验矩阵的低密度奇偶校验码性能码对从固态硬盘的存储介质中读取的数据进行译码时能够快速收敛，提升纠错，提高译码性能。本技术还提供了一种应用于固态硬盘的译码系统、电子设备及计算机可读存储介质，具有和上述应用于固态硬盘的译码方法相同的有益效果。