ECC纠错算法培训资料.docx
- 文档编号:805193
- 上传时间:2022-10-13
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:21.10KB
ECC纠错算法培训资料.docx
《ECC纠错算法培训资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ECC纠错算法培训资料.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
ECC纠错算法培训资料
ECC纠错算法
前段时间,由于工作需要,学习了ECC校验与纠错算法(主要用于NANDFLASH中)。
下面的文章是我转自chinaunix论坛的,略有点点的改动(由于图比较多,我就不上传了,有需要的朋友,可以到原帖上面看)。
主要的ECC算法,我看懂了,但是其中有个问题一直搞不懂,一直也没有得到高手指点,故贴下来。
还望等待高手指点。
具体转自地址:
NandECC校验和纠错详解(转)
ECC的全称是ErrorCheckingandCorrection,是一种用于Nand的差错检测和修正算法。
如果操作时序和电路稳定性不存在问题的话,NANDFlash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。
ECC能纠正1个比特错误和检测2个比特错误,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。
校验码生成算法:
ECC校验每次对256字节的数据进行操作,包含列校验和行校验。
对每个待校验的Bit位求异或,若结果为0,则表明含有偶数个1;若结果为1,则表明含有奇数个1。
列校验规则如表1所示。
256字节数据形成256行、8列的矩阵,矩阵每个元素表示一个Bit位。
其中CP0~CP5为六个Bit位,表示ColumnParity(列极性),
CP0为第0、2、4、6列的极性,CP1为第1、3、5、7列的极性,
CP2为第0、1、4、5列的极性,CP3为第2、3、6、7列的极性,
CP4为第0、1、2、3列的极性,CP5为第4、5、6、7列的极性。
用公式表示就是:
CP0=Bit0^Bit2^Bit4^Bit6,表示第0列内部256个Bit位异或之后再跟第2列256个Bit位异或,再跟第4列、第6列的每个Bit位异或,这样,CP0其实是256*4=1024个Bit位异或的结果。
CP1~CP5依此类推。
行校验如下图所示
其中RP0~RP15为十六个Bit位,表示RowParity(行极性),
RP0为第0、2、4、6、….252、254个字节的极性
RP1-----1、3、5、7……253、255
RP2----0、1、4、5、8、9…..252、253(处理2个Byte,跳过2个Byte)
RP3----2、3、6、7、10、11…..254、255(跳过2个Byte,处理2个Byte)
RP4----处理4个Byte,跳过4个Byte;
RP5----跳过4个Byte,处理4个Byte;
RP6----处理8个Byte,跳过8个Byte
RP7----跳过8个Byte,处理8个Byte;
RP8----处理16个Byte,跳过16个Byte
RP9----跳过16个Byte,处理16个Byte;
RP10----处理32个Byte,跳过32个Byte
RP11----跳过32个Byte,处理32个Byte;
RP12----处理64个Byte,跳过64个Byte
RP13----跳过64个Byte,处理64个Byte;
RP14----处理128个Byte,跳过128个Byte
RP15----跳过128个Byte,处理128个Byte;
可见,RP0~RP15每个Bit位都是128个字节(也就是128行)即128*8=1024个Bit位求异或的结果。
综上所述,对256字节的数据共生成了6个Bit的列校验结果,16个Bit的行校验结果,共22个Bit。
在Nand中使用3个字节存放校验结果,多余的两个Bit位置1。
存放次序如下表所示:
以K9F1208为例,每个Page页包含512字节的数据区和16字节的OOB区。
前256字节数据生成3字节ECC校验码,后256字节数据生成3字节ECC校验码,共6字节ECC校验码存放在OOB区中,存放的位置为OOB区的第0、1、2和3、6、7字节。
校验码生成算法的C语言实现
在Linux内核中ECC校验算法所在的文件为drivers/mtd/nand/nand_ecc.c,其实现有新、旧两种,在2.6.27及更早的内核中使用的程序,从2.6.28开始已经不再使用,而换成了效率更高的程序。
可以在Documentation/mtd/nand_ecc.txt文件中找到对新程序的详细介绍。
首先分析一下2.6.27内核中的ECC实现,源代码见:
http:
//lxr.linux.no/linux+v2.6.27/drivers/mtd/nand/nand_ecc.c
/*
Pre-calculated256-way1bytecolumnparity
*/
staticconstu_char
nand_ecc_precalc_table[]={
0x00,0x55,0x56,0x03,0x59,0x0c,0x0f,0x5a,0x5a,0x0f,0x0c,0x59,0x03,0x56,0x55,0x00,
0x65,0x30,0x33,0x66,0x3c,0x69,0x6a,0x3f,0x3f,0x6a,0x69,0x3c,0x66,0x33,0x30,0x65,
0x66,0x33,0x30,0x65,0x3f,0x6a,0x69,0x3c,0x3c,0x69,0x6a,0x3f,0x65,0x30,0x33,0x66,
0x03,0x56,0x55,0x00,0x5a,0x0f,0x0c,0x59,0x59,0x0c,0x0f,0x5a,0x00,0x55,0x56,0x03,
0x69,0x3c,0x3f,0x6a,0x30,0x65,0x66,0x33,0x33,0x66,0x65,0x30,0x6a,0x3f,0x3c,0x69,
0x0c,0x59,0x5a,0x0f,0x55,0x00,0x03,0x56,0x56,0x03,0x00,0x55,0x0f,0x5a,0x59,0x0c,
0x0f,0x5a,0x59,0x0c,0x56,0x03,0x00,0x55,0x55,0x00,0x03,0x56,0x0c,0x59,0x5a,0x0f,
0x6a,0x3f,0x3c,0x69,0x33,0x66,0x65,0x30,0x30,0x65,0x66,0x33,0x69,0x3c,0x3f,0x6a,
0x6a,0x3f,0x3c,0x69,0x33,0x66,0x65,0x30,0x30,0x65,0x66,0x33,0x69,0x3c,0x3f,0x6a,
0x0f,0x5a,0x59,0x0c,0x56,0x03,0x00,0x55,0x55,0x00,0x03,0x56,0x0c,0x59,0x5a,0x0f,
0x0c,0x59,0x5a,0x0f,0x55,0x00,0x03,0x56,0x56,0x03,0x00,0x55,0x0f,0x5a,0x59,0x0c,
0x69,0x3c,0x3f,0x6a,0x30,0x65,0x66,0x33,0x33,0x66,0x65,0x30,0x6a,0x3f,0x3c,0x69,
0x03,0x56,0x55,0x00,0x5a,0x0f,0x0c,0x59,0x59,0x0c,0x0f,0x5a,0x00,0x55,0x56,0x03,
0x66,0x33,0x30,0x65,0x3f,0x6a,0x69,0x3c,0x3c,0x69,0x6a,0x3f,0x65,0x30,0x33,0x66,
0x65,0x30,0x33,0x66,0x3c,0x69,0x6a,0x3f,0x3f,0x6a,0x69,0x3c,0x66,0x33,0x30,0x65,
0x00,0x55,0x56,0x03,0x59,0x0c,0x0f,0x5a,0x5a,0x0f,0x0c,0x59,0x03,0x56,0x55,0x00
};
为了加快计算速度,程序中使用了一个预先计算好的列极性表。
这个表中每一个元素都是unsignedchar类型,表示8位二进制数。
表中8位二进制数每位的含义:
这个表的意思是:
对0~255这256个数,计算并存储每个数的列校验值和行校验值,以数作数组下标。
比如nand_ecc_precalc_table[13]存储13的列校验值和行校验值,13的二进制表示为00001101,其CP0=Bit0^Bit2^Bit4^Bit6=0;
CP1=Bit1^Bit3^Bit5^Bit7=1;
CP2=Bit0^Bit1^Bit4^Bit5=1;
CP3=Bit2^Bit3^Bit6^Bit7=0;
CP4=Bit0^Bit1^Bit2^Bit3=1;
CP5=Bit4^Bit5^Bit6^Bit7=0;
其行极性RP=Bit0^Bit1^Bit2^Bit3^Bit4^Bit5^Bit6^Bit7=1;
则nand_ecc_precalc_table[13]处存储的值应该是01010110,即0x56.
注意,数组nand_ecc_precalc_table的下标其实是我们要校验的一个字节数据。
理解了这个表的含义,也就很容易写个程序生成这个表了。
程序见附件中的MakeEccTable.c文件。
有了这个表,对单字节数据dat,可以直接查表nand_ecc_precalc_table[dat]得到dat的行校验值和列校验值。
但是ECC实际要校验的是256字节的数据,需要进行256次查表,对得到的256个查表结果进行按位异或,最终结果的Bit0~Bit5即是256字节数据的CP0~CP5.
/*Buildupcolumnparity*/
for(i=0;i<256;i++){
/*GetCP0-CP5fromtable*/
idx=nand_ecc_precalc_table[*dat++];
reg1^=(idx&0x3f);
//这里省略了一些,后面会介绍
}
Reg1
在这里,计算列极性的过程其实是先在一个字节数据的内部计算CP0~CP5,每个字节都计算完后再与其它字节的计算结果求异或。
而表1中是先对一列Bit0求异或,再去异或一列Bit2。
这两种只是计算顺序不同,结果是一致的。
因为异或运算的顺序是可交换的。
行极性的计算要复杂一些。
nand_ecc_precalc_table[]表中的Bit6已经保存了每个单字节数的行极性值。
对于待校验的256字节数据,分别查表,如果其行极性为1,则记录该数据所在的行索引(也就是for循环的i值),这里的行索引是很重要的,因为RP0~RP15的计算都是跟行索引紧密相关的,如RP0只计算偶数行,RP1只计算奇数行,等等。
/*Buildupcolumnparity*/
for(
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ECC 纠错 算法 培训资料