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          基于FPGA的檢糾錯邏輯算法的實現(xiàn)

          作者: 時間:2011-09-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          當(dāng)執(zhí)行功能時,需要同時讀取數(shù)據(jù)位和監(jiān)督校驗位,并且對所讀取的數(shù)據(jù)位按照校驗位的生成重新進行1次校驗位的生成(可以用NCC0~NCC6來表示),通過CC0~CC6和NCCO~NCC6的比對來進行檢錯運算。如果發(fā)生1位數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)錯誤,則新生成的校驗位NCC中會有若干位同原先的CC校驗位相異,通過相異的位可以對數(shù)據(jù)進行。假設(shè)目前檢測出CCl,CC2,CC4,CC5這4個校驗位同新生成的NCC中對應(yīng)位的異或運算結(jié)果為1,如圖2中細箭頭所示。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/150201.htm

            

            CCl校驗位相異對應(yīng)出錯數(shù)據(jù)位列號倒數(shù)第二位為1;CC2對應(yīng)列號倒數(shù)第3位為1,可以推出錯誤數(shù)據(jù)位的列號為110,同理行號相關(guān)的幾個校驗位中CC4,CC5出現(xiàn)相異可以推出錯誤數(shù)據(jù)位的行號為0110,由此可以知道出錯的數(shù)據(jù)位是DA22,再對確認出錯的數(shù)據(jù)位取反就了糾正1位錯誤的功能。而如果出現(xiàn)2位錯誤,比如數(shù)據(jù)位DAl和DA34同時出錯,如圖2中所示,這會引起新老校驗位中的CC0,CCl,CC3,CC4,CC6同時出現(xiàn)相異。這時如果還按照上述糾正1位錯誤時的,就會推出出錯數(shù)據(jù)位的行號為1011列號為011,這樣,就會認為是數(shù)據(jù)為DA51發(fā)生了翻轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生錯誤的檢糾錯結(jié)果,如圖2中粗箭頭所示。以前的測試數(shù)據(jù)表明,若在近地軌道中,SRAM存儲器中的每一個存儲數(shù)據(jù)位一天之內(nèi)發(fā)生SEU概率約是10-7(位·天),則可以推導(dǎo)出這個SRAM中1組64位的數(shù)據(jù),在一天時間內(nèi)有2位同時出現(xiàn)錯誤的可能性約為10-10(次·天),在南大西洋輻射異常區(qū)和太陽活動高峰期,這種情況的發(fā)生率可能還會提高1~2個數(shù)量級。

            為了避免在發(fā)生雙位元錯誤時出現(xiàn)錯檢錯糾的情況,需要增加1個校驗位CC7,它是所有數(shù)據(jù)位的奇偶校驗結(jié)果,即CC7=DA0⊕DAl⊕DA2⊕DA3⊕…⊕DA63。這樣在每次出現(xiàn)1個數(shù)據(jù)位錯誤時,新生成的NCC7也都會與先前的值相異,而當(dāng)數(shù)據(jù)位中有2個存儲單元出錯,其他校驗位會檢測有錯誤出現(xiàn),但NCC7不會發(fā)生變化,NCC7⊕CC7=0,這時就可以判斷出有雙位錯誤,從而使系統(tǒng)了檢測雙位錯誤的功能。

            2 設(shè)計

            將所有與主存儲器中數(shù)據(jù)一一對應(yīng)的校驗位(CCl~CC8)存儲在另一個獨立的8位SRAM中,系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

            

          糾錯邏輯電路模塊

            存儲校驗位的8位數(shù)據(jù)SRAM2同樣遇到出現(xiàn)SEU效應(yīng)得可能,通過分析可以知道,SRAM2出現(xiàn)1位數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)時,只有對應(yīng)的一位數(shù)值與通過數(shù)據(jù)位新生成的校驗位數(shù)值相異,而其他的7個校驗位數(shù)據(jù)都沒有變化,此時對對應(yīng)的校驗位取反就實現(xiàn)了糾錯功能。對于出現(xiàn)雙位元錯誤的可能,通過理論分析,可以知道一組8位的校驗數(shù)據(jù)在一天中出現(xiàn)這種情況的概率約為7×10-13。,相比于主存儲器而言降低了兩三個數(shù)量級,暫時可以不予考慮。



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