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NAND FLASH ECC校验原理与实现

来源: 作者: 时间:2008-08-25 Tag: 点击:

作者:龙林 EMAIL:dragon_hn@sohu.com WEB:www.dragon-2008.com

ECC简介
  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的可靠,因此,在NAND的生产中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的进行坏区检测。
  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Block或是Page不能读取或是全部出错,而是整个Page(例如512Bytes)中只有一个或几个bit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,一般使用一种比较专用的校验——ECC。ECC能纠正单比特错误和检测双比特错误,而且计算速度很快,但对1比特以上的错误无法纠正,对2比特以上的错误不保证能检测。

ECC原理
  ECC一般每256字节原始数据生成3字节ECC校验数据,这三字节共24比特分成两部分:6比特的列校验和16比特的行校验,多余的两个比特置1,如下图所示:

  
  ECC的列校验和生成规则如下图所示:


  用数学表达式表示为:
    P4=D7(+)D6(+)D5(+)D4  P4`=D3(+)D2(+)D1(+)D0
    P2=D7(+)D6(+)D3(+)D2  P2`=D5(+)D4(+)D1(+)D0
    P1=D7(+)D5(+)D3(+)D1  P1`=D6(+)D4(+)D2(+)D0
  这里(+)表示“位异或”操作
  
  ECC的行校验和生成规则如下图所示:

  用数学表达式表示为:
    P8 = bit7(+)bit6(+)bit5(+)bit4(+)bit3(+)bit2(+)bit1(+)bit0(+)P8
    ……………………………………………………………………………………
  这里(+)同样表示“位异或”操作
 
  当往NAND Flash的page中写入数据的时候,每256字节我们生成一个ECC校验和,称之为原ECC校验和,保存到PAGE的OOB(out-of-band)数据区中。

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