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。当从NAND
Flash中读取数据的时候,每256字节我们生成一个ECC校验和,称之为新ECC校验和。将从OOB区中读出的原ECC校验和新ECC校验和按位异或,若结果为0,则表示不存在错(或是出现了 ECC无法检测的错误);若3个字节异或结果中存在11个比特位为1,表示存在一个比特错误,且可纠正;若3个字节异或结果中只存在1个比特位为1,表示 OOB区出错;其他情况均表示出现了无法纠正的错误。假设ecc_code_raw[3] 保存原始的ECC校验码,ecc_code_new[3] 保存新计算出的ECC校验码,其格式如下表所示:对ecc_code_raw[3] 和 ecc_code_new[3] 按位异或,得到的结果三个字节分别保存在s0,s1,s2中,如果s0s1s2中共有11个Bit位为1,则表示出现了一个比特位错误,可以修正。定位出错的比特位的方法是,先确定行地址(即哪个字节出错),再确定列地址(即该字节中的哪一个Bit位出错)。确定行地址的方法是,设行地址为unsigned
char byteoffs,抽取s1中的Bit7,Bit5,Bit3,Bit1,作为 byteoffs的高四位,
抽取s0中的Bit7,Bit5,Bit3,Bit1 作为byteoffs的低四位,
则byteoffs的值就表示出错字节的行地址(范围为0
~ 255)。确定列地址的方法是:抽取s2中的Bit7,Bit5,Bit3 作为 bitnum 的低三位,bitnum其余位置0,则bitnum的表示出错Bit位的列地址
(范围为0 ~ 7)。下面以一个简单的例子探索一下这其中的奥妙。假设待校验的数据为两个字节,0x45(二进制为0100
0101)和0x38(二进制为0011
1000),其行列校验码如下表所示:从表中可以计算出CP5 ~ CP0的值,列在下表的第一行(原始数据)。假设现在有一个数据位发生变化,0x38变为0x3A,也就是Byte1的Bit
1由0变成了1,计算得到新的CP5
~ CP0值放在下表第2行(变化后数据)。新旧校验码求异或的结果放在下表第三行。可见,当 Bit1发生变化时,列校验值中只有CP1,CP2,CP4发生了变化,而CP0,CP3,CP5没变化,也就是说6个Bit校验码有一半发生变化,则求异或的结果中有一半为1。同理,行校验求异或的结果也有一半为1。这就是为什么前面说256字节数据中的一个Bit位发生变化时,新旧22Bit校验码求异或的结果中会有11个Bit 位为1。再来看怎么定位出错的Bit位。以列地址为例,若CP5发生变化(异或后的CP5=1),则出错处肯定在 Bit
4 ~ Bit 7中;若CP5无变化(异或后的CP5=0),则出错处在 Bit
0 ~ Bit 3 中,这样就筛选掉了一半的Bit位。剩下的4个Bit位中,再看CP3是否发生变化,又选出2个Bit位。剩下的2Bit位中再看CP1是否发生变化,则最终可定位1个出错的Bit位。下面的树形结构更清晰地展示了这个判决过程:
图表 1 出错Bit列地址定位的判决树
注意:图中的CP指的是求异或之后的结果中的CP为什么只用CP4,CP2,CP0呢?其实这里面包含冗余信息,因为CP5=1则必有CP4=0,CP5=0则必有CP4=1,也就是CP5跟CP4一定相反,同理,CP3跟CP2一定相反,CP1跟CP0一定相反。所以只需要用一半就行了。这样,我们从异或结果中抽取出CP5,CP3,CP1位,便可定位出错Bit位的列地址。比如上面的例子中CP5/CP3/CP1
= 001,表示Bit 1出错。同理,行校验RP1发生变化,抽取RP1,可知Byte
1发生变化。这样定位出Byte 1的Bit
0出错。当数据位256字节时,行校验使用RP0
~ RP15,抽取异或结果的RP15,RP13,RP11,RP9,RP7,RP5,RP3,RP1位便可定位出哪个Byte出错,再用CP5,CP3,CP1定位哪个Bit出错。
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发表于 2020-06-28 01:07:03
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- 分类:算法