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基于FPGA的NAND Flash ECC校验
来源:本站整理  作者:佚名  2011-07-14 15:38:23




    此时把所有4个ECC数值进行按位“异或”,就可以判断是否出现了1个单一比特的错误或者是多比特的错误。如果计算结果为全“0”,说明数据在读写过程中未发生变化。如果计算的结果为全“1”,表明发生了1 bit错误,如图4所示。如果计算结果是除了全“0”和全“1”的任何一种情况,那么就是2 bit出错的情况。2 bit错误总可以检测到,然而,Hamming码算法仅能够保证更正单一比特的错误。如果两个或是更多的比特出错,那么就不能修改该出错的数据包,在这种情况下,Hamming算法就可能不能够指示出已经出现的错误。不过,考虑到SLC NAND器件的比特错误的情况,出现2、3 bit错误的可能性非常低。

j.JPG


    对于1 bit错误的情况,出错地址可通过将原有ECCo值和新ECCo值进行按位“异或”来识别获取。通过图5中的计算,结果为2,表明原数据第2 bit位出现了问题。该计算采用奇校验数据ECCo,这是因为它们可以直接地反映出出错比特的位置。

m.jpg


    找到出错比特后,只要通过翻转它的状态就可修复数据包,具体操作也就是将该位与“1”进行异或操作,如图6所示。

k.JPG



2 扩展数据包
    在上述举例中,校验1个8 bit数据包需要6 bit的ECC数据。在这种情况下,校验数据量达到原始数据包的数据量的75%,看上去并不令人满意。然而,随着数据包大小的增加,Hamming算法将表现得越来越有效率。由前面2n bit数据需要2n bit ECC校验的关系推知,每增加一倍的数据要求两个额外的ECC信息比特。这样,当数据增加到,比如512 Byte时,仅产生24 bit的ECC,此时用于校验的数据占原数据的比例降为0.06%,效率较高。下面,以1个8 Byte的数据包为例说明扩展数据包的校验情况。
    在这里,由于异或操作满足交换律,用一种更为有效的方法进行校验。如图7所示,首先将该8 Byte数据排为1个矩阵的形式,每行为1B-yte。分别计算每行各bit的异或结果记为字节校验码(Byte-Wise),计算每列各bit的异或结果记为比特校验码(Bit-Wise)。接下来,将两个校验码分别按上述方法分割计算得到ECC校验码,并将字节校验码的ECC结果作为ECCe和ECCo的高有效位(MSB)、比特校验码的ECC结果做为低有效位(LSB)进行组合,最终得到8 Byte数据包的ECC校验码。

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