在原来1 bit错误的情况下,将其相邻的第254 bit的数据由“11110101”变为“01110101”,如图10阴影部分所示,整个数据包有2 bit发生了变化。此时,errSTATUS结果显示为“10”,即检测出了有2 bit错误。但此时的ERRloe无效,不能表征出两个出错的位置,也就是为什么ECC校验只能检测出2 bit错误而不能对其进行更正的原因。
当然,如果数据包没有发生任何错误,也就是若读出的数据与先前写入的数据完全一致,ECC校验也是能够保证检测出来的。如图11所示,当未发生任何错误时,errSTATUS为“00”,验证了数据的一致性。此时,ERPloe无意义。
值得说明的是,如果数据包发生的错误多于2 bit,该算法并不适宜。测定了更多比特(≥3)出错的情况,结果证明,errSTATUS的结果可能为“00”、“01”、“10”中的任何一个,也就是说在这种情况下,该算法很可能出现误检。因此,在这里,可以得出与ECC校验原理相符的结论:ECC能够保证纠正1 bit错误和检测2 bit错误,但对于1 bit以上的错误无法纠正,对2 bit以上的错误不保证能检测。
4 结束语
本文将ECC校验算法通过硬件编程语言VHDL在Ahera QuanusⅡ7.0开发环境下进行了后仿真测试,实现了NAND Flash的ECC校验功能。本程序可实现每256 Byte数据生成3 Byte ECC校验数据,且通过与原始ECC数据对比,能够保证检测出1 bit的错误及其出错位置,进一步结合对此错误的纠正,可应用于NAND Flash读写控制器的FPGA设计,实现对数据的ECC校验,确保数据准备有效地传输。经硬件实验结果反馈,该算法硬件适应性良好。
ECC是一种在NAND Flash处理中比较专用的校验,其原理简便、易于执行、计算速度快并且数据量越大,其算法越有效。但这样一个高效的算法仍存在缺陷,那就是其有限的纠错能力。本文也验证了其对于2 bit以上错误是无效的,尽管这种情况在Flash中发生的几率很低,但就校验原理来说,是否存在一种改进的算法可用于多比特错误的纠正还有待进一步研究和验证。