[發(fā)明專利]一種糾正固定錯誤的數(shù)據(jù)校驗與糾錯方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210004072.4
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102436852A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 康旺;張有光;吳大畏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G11C29/42
• 分類號: G11C29/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲器領(lǐng)域，更具體的，涉及相變隨機存取存儲器中錯誤校驗與糾錯編碼方法，尤其是固定錯誤的校驗與糾錯方法。

背景技術(shù)

相變隨機存取存儲器(Phase?Change?Random?Access?Memory，PCRAM)是一種新型的隨機存儲技術(shù)，也是作為下一代存儲器的最有力競爭者。其通過存儲介質(zhì)材料在晶態(tài)和非晶態(tài)之間的導電性差異來存儲數(shù)據(jù)比特“0”和“1”。

PCRAM介質(zhì)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生壞位(bit)，為確保PCRAM存儲數(shù)據(jù)的可靠性，一般需要在應用系統(tǒng)或芯片中檢測出壞位的位置與類型，然后把壞位的數(shù)據(jù)糾正過來，這稱為數(shù)據(jù)校驗與糾錯(Error?Checking?and?Correcting，ECC)。一般而言，PCRAM介質(zhì)在生產(chǎn)過后，需要經(jīng)過各種檢測技術(shù)來標記其中的壞位，包括錯誤位置與錯誤類型(稱為錯誤圖樣)，這種在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，永久固定的錯誤稱為固定錯誤，而且在其后的使用過程中，通過一些電路技術(shù)可以保證其不再產(chǎn)生隨機錯誤。

傳統(tǒng)的糾錯方法是采用線性分組碼、循環(huán)碼或者其他的糾錯碼來進行糾錯，如漢明碼，BCH碼，RS碼等。但是上述的這些糾錯碼都是針對隨機錯誤而設計的，其需要的冗余數(shù)據(jù)會比較大，如(7，4)漢明碼，糾正一個錯誤，需要3位冗余，碼率只有57.1％；糾錯算法的復雜度與時延也比較高，如BCH的算法，其采用大塊數(shù)據(jù)的編碼方法，譯碼復雜度非常高，帶來的譯碼時延，芯片面積，功耗等都非常大。

PCRAM作為一種隨機存取存儲器，針對其錯誤的特點，需要設計一種編解碼復雜度低，延時小的數(shù)據(jù)校驗與糾錯方法，來保證其數(shù)據(jù)的可靠性和存儲器的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對相位隨機存取存儲器中的錯誤特點，提供一種新的數(shù)據(jù)校驗與糾錯方法來保證數(shù)據(jù)的可靠性，同時具有碼率高，編解碼復雜度低，延時小等特點。

本發(fā)明提供一種糾正固定錯誤的數(shù)據(jù)校驗與糾錯方法，其包括：錯誤圖樣檢測；偽信息序列生成；特征序列生成；數(shù)據(jù)編碼；特征序列恢復；數(shù)據(jù)解碼；并行編解碼策略；自適應碼率。

1)錯誤圖樣檢測：獲取固定錯誤的位置與類型。用戶信息數(shù)據(jù)到達，編碼器查詢欲存儲區(qū)域是否存在錯誤，若有錯，則獲取錯誤圖樣，錯誤圖樣一般在生產(chǎn)之后存儲在某個固定區(qū)域。如果固定為“1”，則稱其為“1-型錯誤”，如果固定為“0”，則稱“0-型錯誤”。。

2)偽信息序列生成：在原始信息序列的首位添加一個冗余比特，一般添加“0”作為冗余比特；

3)特征序列生成：編碼器根據(jù)獲得的錯誤圖樣與偽信息序列生成特征序列；特征序列的長度與偽信息序列一致，根據(jù)固定錯誤的類型，其取值有兩種：

a)若固定錯誤為“1-型錯誤”，則特征序列為全1序列；

b)若固定錯誤為“0-型錯誤”，則特征序列為全0序列；

4)數(shù)據(jù)編碼：編碼器根據(jù)特征序列與偽信息序列生成碼字；編碼函數(shù)為序列模2加法運算。

5)特征序列恢復：解碼器根據(jù)輸出碼字的冗余數(shù)據(jù)恢復出相應的特征序列；特征序列恢復的類型有兩種：

a)若輸出碼字的首位為“1”，則特征序列為全1序列；

b)若輸出碼字的首位為“0”，則特征序列為全0序列；

6)數(shù)據(jù)解碼：解碼器根據(jù)特征序列與輸出碼字，恢復出偽信息序列，截掉偽信息序列的首位冗余比特，即恢復出原始信息序列。解碼函數(shù)為序列模2加法運算。

7)并行編解碼策略：原始信息數(shù)據(jù)可以并行通過編碼器，其編碼效果與串行輸入一致；輸出碼字也可以并行通過解碼器，其解碼效果與串行輸入一致，但是并行編解碼策略帶來的時延比串行策略要小很多，代價是芯片面積與功耗有所增加。

8)自適應調(diào)節(jié)碼長，根據(jù)誤碼率需求改變碼的長度，而冗余校驗數(shù)據(jù)不變，從而獲得更好的編碼效率；

a)若原始誤碼率較低，或需求的誤碼率較低，則可增加信息序列長度，其他操作保持不變；

b)若原始誤碼率較高，或需求的誤碼率較高，則可減小信息序列長度，其他操作保持不變。

本發(fā)明能夠糾正單個比特固定錯誤；碼率高，不論碼長為何值，只需一位冗余數(shù)據(jù)，且可動態(tài)調(diào)節(jié)；編碼器復雜度很低，時延小，只需做序列模2加法運算；解碼器復雜度低，時延小，也只需做序列模2加法運算。本發(fā)明特別適用于只存在固定錯誤的相變隨機存取存儲器。

附圖說明

圖1是相變隨機存取存儲器中數(shù)據(jù)表示示意圖；

圖2是相變隨機存取存儲器中錯誤圖樣示意圖；