自香农于1948年发表《通信的数学理论》以来,信道编码技术得到了蓬勃的发展。信道编码技术领域先后诞生出汉明码、格雷码、卷积码、BCH码、Turbo码、LDPC码和Polar码等各种性能不一的纠错码。其中,由麻省理工学院Robert G.Gallager在1962年提出的LDPC码,在被遗忘了几十年之后,伴随着现代计算机技术的高速发展,终于重回火众视野。低密度奇偶校验(LDPC)码具有接近香农极限的纠错性能,因此在通信系统中被广泛采用。梯度下降比特翻转算法(GDBF)是一种硬判决LDPC译码算法,比大多数现已提出的比特翻转算法拥有更好的纠错能力。本文详细阐述了一种基于LDPC码的GDBF算法的改进及其硬件实现。与GDBF算法相比,本文提出的IGDBF算法对能量方程进行了重构,添加了一项惩罚因子来帮助其更快的收敛和跳出陷阱集。仿真结果表明相比业界最新的几种BF译码算法,IGDBF算法具有更好的译码性能表现和较快的收敛速度。此外,在GDBF译码器硬件架构的基础上,本文利用Xilinx Virtex 7 690系列FPGA开发板对IGDBF译码器进行了硬件实现,最大时钟频率132.7MHz,最大吞吐率为4.1Gbps。本文还将IGDBF算法应用于而向闪存的LDPC纠错的绿色模式,使得整个LDPC译码器在降低功耗,扩大绿色模式工作范围等方面得到了提升。