NAND Flash中常用的糾錯方式

2021-06-03 17:47:52 字數 1483 閱讀 1666

hanming,rs,bch —— nand flash中常用的糾錯方式

因為快閃儲存器中會有出錯的可能,如果沒有使用ecc模組,讀出的資料和寫入的資料會有不匹配的可能,也許乙個檔案中只有一兩個bit不匹配,這也是不能容忍的。相對來說slc中出錯概率比較低,所以使用乙個糾錯能力不強的hanming碼就可以了,在mlc中hanming碼就顯得力不從心了,需要糾錯能力更強的rs或者bch糾錯方式了。

hanming碼原理演算法都不算複雜,網上應該都能找到hdl**。

rs(reed-solomon)應用也非常廣泛,按多位的組合編碼,而bch按位編碼,比如在nand flash中某個位元組應該是0x00,但是從nand flash讀出卻是0xf0; rs只認為出現了乙個錯誤,而bch卻認為出現了4個錯誤。rs方式有著不錯的突發隨機錯誤和隨機錯誤的能力,算是兩者的折中。bch擅長處理隨機錯誤,由於nand flash自身的特點,出現隨機錯誤的概率更大一些,所以在mlc中目前應用最多的還是bch方式。

大家知道即使是校驗錯誤如奇偶校驗或者crc校驗都需要在原始資訊資料的基礎上增加一些額外的資料。能夠糾正錯誤的ecc需要額外的資料空間儲存糾錯碼生成的校驗資料。所以在nand flash中page的1k資料並不是1024byte,大多數是1024+32byte, 有的是更多的額外空間;額外空間越多意味著可以使用糾錯能力越強的ecc,因為對於同一ecc演算法糾錯能力越強需要的額外空間越大。

對於bch演算法

目前通常以512byte或者1024byte為單位處理,因為bch按位處理資料,所以是4096bit或者8192bit,這裡的4096/8192bit是原始資料,bch需要生成一定的校驗資料。下面簡要介紹下原理。

設最大糾錯能力為t

如果選用4096bit的原始資料長度,則模式為bch(8191,8191-13×t,t,13)

如果選用8192bit的原始資料長度,則模式為bch(16383,16383-14×t,t,14)

校驗資料長度就是13×t,或者14×tbit

所以平均1024+32byte的mlc 大多建議使用8bit/512byte ecc

平均1024+45byte的mlc大多建議使用24bit/1024byte ecc, 此時需要14×24bit=42byte的檢驗資料空間

以8bit/512byte bch方式的ecc為例,控制器寫資料到nand flash時,每512byte資料經過bch模組就會生成13byte的校驗資料(當然剩下的16-13=3byte也可以作為某種用途的資料,可以任意使用0-3byte而不會改變ecc的使用),這些資料一起寫入到nand flash中。控制器從nand flash中讀取資料的時候需要將原始資料和校驗資料一起讀出經過bch模組,bch模組計算伴隨矩陣首先可以判斷出是否出現了錯誤,如果出現了錯誤需要計算錯誤位置多項式,然後解多項式,得到錯誤位置(目前主要使用chien-search方法),因為是位錯誤,找到錯誤的位置以後取反以後就是正確的資料。只要是錯誤個數小於等於8,bch都能夠找到錯誤的位置,但是如果錯誤個數超過了8,對於bch來說已經沒有辦法糾正錯誤了,只能報告出現了不可以糾正的情況。

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