【正文】 　當(dāng)往Nand Flash的page中寫入數(shù)據(jù)的時候，每256字節(jié)我們生成一個ECC校驗(yàn)和，稱之為原ECC校驗(yàn)和，保存到PAGE的OOB（outofband）數(shù)據(jù)區(qū)中。讀頁操作時，ECC主控模塊把從存儲器中讀出的數(shù)據(jù)傳給主控邏輯模塊的同時也將其發(fā)給ECC生成模塊，在ECC主控模塊發(fā)出的控制脈沖的控制下對某組ECC校驗(yàn)碼進(jìn)行更新。ECC校驗(yàn)18個行校驗(yàn)碼的生成電路如圖44所示。第五章 ECC模塊的驗(yàn)證ECC校驗(yàn)負(fù)責(zé)檢測錯誤、維護(hù)ECC信息、更正由原數(shù)值改變了的單比特錯誤。為計算ECC值，數(shù)據(jù)包中的比特數(shù)據(jù)要先進(jìn)行分割，如1/2組、1/4組、1/8組等，直到其精度達(dá)到單個比特為止，以8bit即1Byte的數(shù)據(jù)包為例進(jìn)行說明，如下表所示。 圖51 計算奇偶ECC數(shù)據(jù)偶校驗(yàn)值ECCe為“101”，奇校驗(yàn)值ECCo為“010”。 1/2 1/4 bitECCe=0^1^0^1 0^1^0^1 1^1^1^1=000ECCO=0^1^0^1 0^1^0^1 0^0^0^0=000　　例如，原始數(shù)據(jù)01010001中有1個單一的比特出現(xiàn)錯誤，出錯后的數(shù)據(jù)是01010101。如果計算的結(jié)果為全“1”，表明發(fā)生了1bit錯誤，如圖4所示。 對于1 bit錯誤的情況，出錯地址可通過將原有ECCo值和新ECCo值進(jìn)行按位“異或”來識別獲取。01010101^00000100=01010001所有4個ECC數(shù)值進(jìn)行按位“異或”計算的結(jié)果是除了全“0”和全“1”的任何一種情況，那么就是 2bit以上出錯的情況。參考文獻(xiàn)【1】戴紫彬等著,《密碼芯片設(shè)計基礎(chǔ)》鄭州：信息工程大學(xué)電子技術(shù)學(xué)院，2005【2】 Samir Palnitkar著，夏宇聞等譯《Verilog HDL數(shù)字設(shè)計與綜合（第二版）》北京：電子工業(yè)出版社，2009【3】金晨輝等著 ,《密碼學(xué)》 鄭州：信息工程大學(xué)電子技術(shù)學(xué)院，2009【4】云創(chuàng)工作室著 ,《Verilog HDL 程序設(shè)計與實(shí)踐》 北京：2009【5】劉衛(wèi)，《Nand Flash控制器的設(shè)計與驗(yàn)證》 長沙：國防科技大學(xué)，2008【6】王冠，《Verilog HDL 與數(shù)字電路設(shè)計》 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006【7】 張雅綺amp。如果兩個或是更多的比特出錯，那么就不能修改該出錯的數(shù)據(jù)包，在這種情況下，漢明碼算法就可能不能夠指示出已經(jīng)出現(xiàn)的錯誤。該計算采用奇校驗(yàn)數(shù)據(jù)ECCo，這是因?yàn)樗鼈兛梢灾苯拥胤从吵龀鲥e比特的位置。　　 圖52 發(fā)生錯誤數(shù)據(jù)包的ECC計算此時把所有4個ECC數(shù)值進(jìn)行按位“異或”，就可以判斷是否出現(xiàn)了1個單一比特的錯誤或者是多比特的錯誤。稍后，原數(shù)據(jù)包將從Nand器件中讀取，此時ECC值將重新計算。其中，1/2校驗(yàn)值經(jīng)“異或”操作構(gòu)成ECC校驗(yàn)的最高有效位，同理1/4校驗(yàn)值構(gòu)成ECC校驗(yàn)的次高有效位，最低有效位由具體到比特的校驗(yàn)值填補(bǔ)。該模塊一般包含Hamming編碼產(chǎn)生模塊和出錯位置模塊，分別用于產(chǎn)生ECC校驗(yàn)碼和計算出錯位置。每讀或?qū)懸粋€數(shù)據(jù)， (n_1364?．1022048)Pn’和Pn只有一個被更新，即P實(shí)際上對數(shù)據(jù)包中的所有偶數(shù)行數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)位進(jìn)行校驗(yàn)，P8則對數(shù)據(jù)包中所有奇數(shù)行數(shù)據(jù)的所有位進(jìn)行校驗(yàn)；P1則對第O、9?．．50509行數(shù)據(jù)的所有位進(jìn)行校驗(yàn)，P16則對其余的第7??5511行數(shù)據(jù)的所有位進(jìn)行校驗(yàn)；依次類推，P2048’對第O至第255行數(shù)據(jù)的所有位進(jìn)行校驗(yàn)，P2048對第256至第511行數(shù)據(jù)的所有位進(jìn)行校驗(yàn)。 24位的校驗(yàn)碼包括6個列校驗(yàn)碼和18個行校驗(yàn)碼，6個列校驗(yàn)碼的生成電路如圖43所示。校驗(yàn)的時候，根據(jù)上述ECC生成原理不難推斷：將從OOB區(qū)中讀出的原ECC校驗(yàn)和新ECC校驗(yàn)和按位異或，若結(jié)果為0，則表示不存在錯（或是出現(xiàn)了 ECC無法檢測的錯誤）；若3個字節(jié)異或結(jié)果中存在11個比特位為1，表示存在一個比特錯誤，且可糾正；若3個字節(jié)異或結(jié)果中只存在1個比特位為1，表示 OOB區(qū)出錯；其他情況均表示出現(xiàn)了無法糾正的錯誤。分別計算每行各bit的異或結(jié)果記為字節(jié)校驗(yàn)碼(ByteWise)，計算每列各bit的異或結(jié)果記為比特校驗(yàn)碼(BitWise)。每nbit的ECC數(shù)值可滿足2nbit數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)要求。本章將討論ECC校驗(yàn)碼的生成原理以及ECC生成模塊的設(shè)計實(shí)現(xiàn)。在操作時序和電路穩(wěn)定性不存在問題的情況下，Nand Flash不會出現(xiàn)對整個block或是整個page不能正確的存取這種情況，而只是在存取一頁數(shù)據(jù)中有可能出現(xiàn)某一個或幾個bit發(fā)生反轉(zhuǎn)的錯誤。Nand Flash與其他類型的Flash存儲器相比，有著密度大、價格低、讀寫速度快等優(yōu)點(diǎn)，特別是密度大的特點(diǎn)使其在移動多媒體應(yīng)用等領(lǐng)域得到了廣泛使用。 Flash控制器的ECC模塊ECC模塊由ECC生成模塊、錯誤地址定位模塊和ECC主控邏輯模塊三個子模塊。主狀態(tài)機(jī)模塊則負(fù)責(zé)控制實(shí)現(xiàn)對存儲器進(jìn)行所有的存取操作時控制信號的產(chǎn)生以及數(shù)據(jù)流的控制。一般說來，它由一個深度為0x210的buffer和主狀態(tài)機(jī)模塊Fsm—MNvcs2組成。對于讀頁操作則和寫頁是類似的，不再贅述。(2)當(dāng)接口模塊返回給主設(shè)備的狀態(tài)表明控制器處于空閑狀態(tài)時，主設(shè)備便可以對存儲器進(jìn)行讀頁、寫頁、塊擦除等操作了?？刂破鞯慕涌谀K將系統(tǒng)中其他的主設(shè)備從AHB總線輸入的控制信號和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成控制器可以接受的格式并發(fā)給控制器，同時把從控制器中讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合主設(shè)備要求，即符合AHB總線協(xié)議所要求的格式后發(fā)給主設(shè)備，并對總線主設(shè)備所發(fā)出的各種控制信號做出適當(dāng)?shù)幕貞?yīng)。外部DMA接口模塊主要負(fù)責(zé)在控制器和系統(tǒng)中其他的模塊進(jìn)行DMA傳輸時控制器和外部DMA控制器之間的握手信號和數(shù)據(jù)的傳輸處理。AMBA AHB系統(tǒng)總線可以支持多達(dá)16個總線主設(shè)備和任意多個從設(shè)備。(3)AHB仲栽器(仲裁器)確定訪問總線的下一個總線主設(shè)備，以保證任何時刻只有一個主設(shè)備能啟動數(shù)據(jù)傳輸。一個典型的AMBA AHB系統(tǒng)中包含以下幾個組件：(1)AHB主設(shè)備(master)啟動讀、寫總線操作的芯核。在AMBA規(guī)范中定義了四種總線：先進(jìn)系統(tǒng)總線ASB、先進(jìn)高性能總線AHB、先進(jìn)外圍設(shè)備總線APB、先進(jìn)可擴(kuò)展接口AXI。 第三章 Nand Flash控制器的總體結(jié)構(gòu) Flash控制器的總體架構(gòu)一般說來，Nand Flash控制器具有如下結(jié)構(gòu)。Nand Flash的外部接口說明如表21所示。 Nand Flash的接口說明Nand Flash采用高度復(fù)用的訪問接口，其I／O口即作為數(shù)據(jù)總線又作為地址總線和指令輸入的接ta(女H果是16位的device則地址和指令只在I／O[7：0】上傳輸)。小頁則每個page包含528bytes。 Flash的存儲結(jié)構(gòu) Flash的規(guī)格說明Nand Flash的數(shù)據(jù)是以bit的方式保存在memory cell中。在Nand Flash的出廠或使用過程中，會產(chǎn)生壞塊，從而造成數(shù)據(jù)存儲的錯誤。k9f1208U0M具有4096個block，故總?cè)萘繛?096*（32*528B）=66MB，但是其中的2MB是用來保存ECC校驗(yàn)碼等額外數(shù)據(jù)的，故實(shí)際中可使用的為64MB。 Flash的物理構(gòu)成Nand Flash 的數(shù)據(jù)是以bit的方式保存在memory cell，一般來說，一個cell 中只能存儲一個bit。 Nand Flash控制器的特點(diǎn)Nand結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快。Nor的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place),這樣應(yīng)用