[發明專利]一種基于糾錯編碼的數據存儲系統

有效

• 申請號: 201710325258.2
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN108874576B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 王華強;何勛;劉安寧;向勝利;莫勇;李瑋奇;賈軍博;孫中遠;劉妮利;陳韌;史萌;何福林
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛行自動控制研究所
• 主分類號: G06F11/10
• 分類號: G06F11/10
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發明涉及一種存儲系統，特別涉及一種基于糾錯編碼的數據存儲系統。所述的存儲系統包括糾錯單元和校驗單元，所述的存儲系統中存儲載體劃分為若干大小一致的糾錯單元，根據用戶要求將待存儲數據規劃為若干校驗單元，每個校驗單元包含的數據存儲在存儲載體的若干糾錯單元內；數據存儲時：首先計算每個校驗單元內待存儲數據的校驗值，對每個校驗單元的待存儲數據和校驗值按糾錯單元大小進行統一海明碼編碼處理，再將編碼結果寫入存儲載體；數據讀取時：按照海明碼的解碼方式讀取目標校驗單元的數據及存儲校驗值，并重新計算該校驗單元數據的計算校驗值，若兩個校驗值一致，則數據讀取無誤。本技術方案達到了提高數據存儲可靠性的目的。

技術領域

本發明涉及一種存儲系統，特別涉及一種基于糾錯編碼的數據存儲系統。

背景技術

數據存儲技術是計算機設計的一項關鍵技術，存儲載體在特定條件下存在局部存儲區損壞、位狀態翻轉等故障模式，讀寫時也可能受到干擾產生誤碼。高可靠的存儲系統需要通過一定的技術措施將這些故障模式發生的概率盡可能減小。

數據校驗與數據備份是兩種最常用的存儲技術。數據備份技術的優點是在數據損壞情況下能實現數據冗余備份，但必須借助其他技術來發現錯誤；數據校驗技術能在一定程度上發現錯誤，但無法對錯誤進行準確定位并糾正錯誤。在絕大多數應用場合，數據校驗與數據備份相互配合能夠滿足應用需求。

海明碼等糾錯編碼技術因其“能發現錯誤，并能一定程度準確定位錯誤從而進行糾正”的特性，被廣泛研究，并在通信領域有一定應用，能極大地降低錯誤率。要實現海明碼等糾錯編碼技術，往往要增加額外的存儲容量，增加編碼解碼開銷等；且在一定條件下，仍會失去錯誤定位和糾錯能力。

慣性導航系統是高可靠數據存儲系統的一個典型應用場合。慣性導航系統的實際應用中，慣性傳感器及其關聯電路的標定參數、航路點信息、實時監測信息、故障處理信息等數據往往需要用E2PROM等非易失存儲器件存放，其中標定參數尤為重要，關系著慣性導航系統能否可靠工作。對慣性導航系統來說，在發生三級故障時，寧可停止導航參數的輸出，也不能輸出錯誤參數，以免對用戶產生誤導引發不安全后果。基于這個考慮，一般慣性導航系統的內部自檢測(BIT)都設計有標定參數完整性及合理性檢測，一旦發現錯誤就會終止工作流程報出三級嚴重故障，指明導航參數不可用。由此可見，提高非易失存儲的可靠性對于提高慣性導航系統整體可靠性意義重大。

特別地，在航天、臨近空間應用的慣性導航系統等電子設備中，還要面臨單粒子效應、總劑量效應等空間輻射效應，電子設備需要采用多種手段進行加固。單粒子翻轉是常見的一種單粒子效應，也是存儲系統較常見的一種失效模式。在這種高可靠的應用中，存儲系統的可靠性更重要，往往需要綜合采用多種技術進行加固。

發明內容

本發明解決的技術問題為：提供一種數據存儲可靠性高的存儲系統。

本發明的技術方案：一種基于糾錯編碼的數據存儲系統，其特征為：所述的存儲系統包括糾錯單元和校驗單元，所述的存儲系統中存儲載體劃分為若干大小一致的糾錯單元，根據用戶要求將待存儲數據規劃為若干校驗單元，每個校驗單元包含的數據存儲在存儲載體的若干糾錯單元內；

數據存儲時：首先計算每個校驗單元內待存儲數據的校驗值，對每個校驗單元的待存儲數據和校驗值按糾錯單元大小進行統一海明碼編碼處理，再將編碼結果寫入存儲載體；

數據讀取時：按照海明碼的解碼方式讀取目標校驗單元的數據及存儲校驗值，并重新計算該校驗單元數據的計算校驗值，若兩個校驗值一致，則數據讀取無誤。

優選地，所述的糾錯單元大小與存儲載體的位寬大小一致。

優選地，所述的存儲系統還包括多個數據備份區。

優選地，在數據存儲時將待存儲數據存入多個數據備份區內；在數據讀取時，若兩個校驗值不一致，則對其他數據備份區執行讀取過程，直至獲取兩校驗值一致的結果，該備份區域數據即為無誤數據。