《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于BCH糾錯(cuò)算法的編解碼器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第5期
王 莞1,2,魏敬和1,2,于宗光1,2
1.江南大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,江蘇 無(wú)錫214122;2.中國(guó)電子科技集團(tuán)第58研究所,江蘇 無(wú)錫214072
摘要: 隨著NAND Flash存儲(chǔ)單元的快速發(fā)展,存儲(chǔ)密度增加使得器件的出錯(cuò)概率增加,為此提出了一種優(yōu)化的BCH編解碼器結(jié)構(gòu),編碼和解碼過(guò)程每個(gè)時(shí)鐘周期可以并行處理16位數(shù)據(jù),其中譯碼電路中的伴隨式模塊、錯(cuò)誤位置多項(xiàng)式模塊與錢氏(Chien)搜索模塊采取三級(jí)流水線結(jié)構(gòu),糾錯(cuò)和檢錯(cuò)階段可以同時(shí)進(jìn)行,有效地提高數(shù)據(jù)的處理速度和糾錯(cuò)速度。在完成電路的RTL設(shè)計(jì)后利用VCS工具完成了電路的仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明在傳輸8 192 bit數(shù)據(jù)生成672校檢因子情況下實(shí)現(xiàn)了48位糾錯(cuò),工作頻率最高支持200 MHz。
中圖分類號(hào): TN492
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212214
中文引用格式: 王莞,魏敬和,于宗光. 基于BCH糾錯(cuò)算法的編解碼器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2022,48(5):42-46.
英文引用格式: Wang Guan,Wei Jinghe,Yu Zongguang. Design and implementation of codec based on BCH error correction algorithm[J]. Application of Electronic Technique,2022,48(5):42-46.
Design and implementation of codec based on BCH error correction algorithm
Wang Guan1,2,Wei Jinghe1,2,Yu Zongguang1,2
1.School of IoT Engineering,Jiangnan University,Wuxi 214122,China; 2.China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute,Wuxi 214072,China
Abstract: With the rapid development of NAND Flash memory cells and the increase in storage density, the error probability of devices has increased. For this reason, an optimized BCH codec structure is proposed. The encoding and decoding process can process 16-bit data in parallel in each clock cycle. Among them, the syndrome module, error location polynomial module and Chien search module in the decoding circuit adopt a three-stage pipeline structure, and the error correction and error detection stages can be carried out at the same time, which effectively improves the data processing speed and error correction speed. After completing the RTL design of the circuit, the simulation verification of the circuit was completed by using the VCS tool. The results showed that 48-bit error correction was achieved when 8 192 bit data was transmitted to generate 672 check factors, and the maximum operating frequency was 200 MHz.
Key words : nand flash;BCH code;Chien search;pipeline structure;codec

0 引言

    Nand Flash是一種非易失性存儲(chǔ)器,與NOR Flash相比具有讀寫(xiě)速度快和存儲(chǔ)密度高等優(yōu)勢(shì),但由于NAND Flash本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其存儲(chǔ)單元出現(xiàn)數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象比NOR Flash中更常見(jiàn)[1],與此同時(shí),隨著NAND Flash 技術(shù)的飛快發(fā)展,NAND Flash從SLC結(jié)構(gòu)發(fā)展為MLC結(jié)構(gòu)及現(xiàn)在的TLC結(jié)構(gòu),每個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)2 bit以至更多的數(shù)據(jù),使得數(shù)據(jù)位之間的相互干擾變大,進(jìn)而導(dǎo)致出錯(cuò)概率增大,隨著工藝水平的不斷提高,超深亞微米下的電荷效應(yīng)進(jìn)一步增加了數(shù)據(jù)出錯(cuò)的可能性。因此,在對(duì)NAND Flash存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí),必須采用更高的糾錯(cuò)技術(shù),以提高存儲(chǔ)的穩(wěn)定性。文獻(xiàn)[2]中采用一種8位并行BCH編解碼器,但因?yàn)殡娐凡⑿刑幚頂?shù)據(jù)少,影響處理速度,文獻(xiàn)[3]中設(shè)計(jì)一種糾錯(cuò)16位的BCH編解碼器,但糾錯(cuò)位數(shù)較少。文獻(xiàn)[4]中設(shè)計(jì)一種校正32位出錯(cuò)位的BCH編解碼器,相比較糾錯(cuò)位數(shù)有所增加,但還不能滿足大容量存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)校正。本文設(shè)計(jì)一種16位并行BCH編解碼器,并且具有最高48位糾錯(cuò)能力,糾錯(cuò)速度和糾錯(cuò)能力都有了進(jìn)一步的提高。




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作者信息:

王  莞1,2,魏敬和1,2,于宗光1,2

(1.江南大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,江蘇 無(wú)錫214122;2.中國(guó)電子科技集團(tuán)第58研究所,江蘇 無(wú)錫214072)




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