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2010年(60)

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ECC

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2010-04-16 11:14:30

由于NAND Flash的工艺不能保证NAND的Memory Array在其生命周期中保持性能可靠,因此在NAND的生产及使用过程中会产生坏块。为了检测数据的可靠性,在应用NAND Flash的系统中一般都会采用一定的坏区管理策略,而管理坏区的前提是能比较可靠地进行坏区检测。如果操作时序和电路稳定性不存在问题的话,NAND Flash出错的时候一般不会造成整个块或是页不能读取或全部出错,而是整个页(例如512字节)中只有一位或几位出错。对数据的校验常用的有奇偶校验、CRC校验等,而在NAND Flash处理中,一般使用一种专用的校验——ECC。ECC能纠正单位错误和检测双位错误,而且计算速度很快,但对1位以上的错误无法纠正,对2位以上的错误不保证能检测。ECC一般每256字节原始数据生成3字节ECC校验数据,这3字节共24位分成两部分:6位的列校验和16位的行校验,多余的2位置1,如表1所列。


  表1  校检数据组成

  首先介绍ECC的列校检。ECC的列校验和生成规则如图4所示,“^”表示“位异或”操作。由于篇幅关系,行校检不作介绍,感兴趣的读者可以参考芯片datasheet,在三星公司网站可以免费下载。


  图4  列校验和生成规则

  数学表达式为:


  当向NAND Flash的页中写入数据时,每256字节生成一个ECC校验和,称之为原ECC校验和,保存到页的OOB数据区中。当从NAND Flash中读取数据时,每256字节生成一个ECC校验和,称之为新ECC校验和。校验的时候,根据上述ECC生成原理不难推断:将从OOB区中读出的原ECC校验和与新ECC校验和按位异或,若结果为0,则表示无错(或者出现了 ECC无法检测的错误);若3字节异或结果中存在11位为1,表示存在一个位错误,且可纠正;若3个字节异或结果中只存在1位为1,表示 OOB区出错;其他情况均表示出现了无法纠正的错误。

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