低冗余存储器相邻双错误纠正码设计
发布时间：2022-05-08 14:29
集成电路工艺尺寸逐渐发展到深亚微米领域,使得存储器的存储节点更容易受到空间辐射粒子的影响,其存储数据更加容易发生翻转。存储器单元尺寸的减少,使得在同一块晶元上可以放置更多的存储单元,相临存储单元间的距离随着存储单元密度的增加而降低,大大增加了因单粒子事件而引起多位翻转的几率,由于高能辐射粒子的性质,相邻两位错误发生的概率相比其他多位翻转的概率要大得多,因此本文主要目的是使用尽可能小的译码开销实现纠正相邻双的错误。本文对线性分组码的数学理论基础以及译码原理进行了讨论,并基于线性分组码原理,分析了目前主要应用的线性分组码优劣性。通过线性分组码的理论,可得知线性分组码的纠错性能主要体现在其校验矩阵,也就是校验矩阵决定了编码的纠错能力。因此,提出了单错误纠正,双错误检测,相邻两位错误纠正码（SEC-DED-DAEC）的搜索校验矩阵算法,主要是通过贪婪算法的核心思想来搜索校验矩阵。针对于纠错编码加固存储器的方法,提出了通过数学推导和算法的改进来缩小校验矩阵的搜索空间的方法,针对于信息位为16位,32位以及64位字长的存储器找到了满足该纠正码要求的最优校验矩阵,减少了非相邻错误的误纠错率。根据所得...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 空间辐射环境
1.3 空间辐射对存储器的影响
1.4 国内外集成电路抗辐射加固研究情况
1.5 存储器加固的方法
1.5.1 ECC编码技术
1.5.2 使用特殊工艺
1.5.3 物理冗余
1.5.4 版图改进技术
1.5.5 基于电流探测电路加固存储器方法
1.6 本文结构安排
第2章 ECC编码加固方法介绍
2.1 线性分组码代数理论
2.2.1 有限域
2.2.2 矢量空间
2.2.3 线性分组码
2.2 纠错编码介绍
2.2.1 奇偶校验码
2.2.2 汉明码
2.2.3 SEC-DED编码
2.2.4 抗多位翻转编码
2.3 本章小结
第3章 抗相邻双错误编码算法
3.1 校验矩阵分析
3.1.1 线性分组码校验矩阵结构
3.1.2 SEC-DED-DAEC编码校验矩阵分析
3.2 校验矩阵搜索空间分析
3.3 搜索校验矩阵算法
3.3.1 贪婪算法
3.3.2 搜索空间的优化
3.3.3 算法实现
3.4 本章小结
第4章 SEC-DED-DAEC编码电路设计
4.1 编码电路
4.2 译码电路
4.2.1 译码原理
4.2.2 译码电路的实现
4.3 功能验证
4.3.1 系统故障注入
4.3.2 功能验证模型
4.3.3 仿真结果
4.4 译码电路综合及性能评估
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于编码的存储器加固设计[J]. 李路路,何春,李磊. 通信技术. 2010(11)
[2]Multiple bit upsets mitigation in memory by using improved hamming codes and parity codes[J]. 祝名,肖立伊,田欢. Journal of Harbin Institute of Technology. 2010(05)
[3]基于改进型（14,8）循环码的SRAM型存储器多位翻转容错技术研究[J]. 贺兴华,卢焕章,肖山竹,张路,张开锋. 宇航学报. 2010(03)
[4]软件故障注入方法在星载系统中的应用[J]. 江铁成. 安庆师范学院学报(自然科学版). 2010(01)
[5]多层次AHB总线架构中Bus Matrix的设计和实现[J]. 董巍,谢憬,毛志刚. 现代电子技术. 2009(08)
[6]CMOS 6管静态存储单元晶体管尺寸的估算[J]. 苏进,王标,张瑾,刘声雷. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2007(09)
[7]汉明码检验系统的电路实现[J]. 阮宜武. 网络安全技术与应用. 2005(08)
[8]CMOS SRAM单粒子翻转效应的解析分析[J]. 贺朝会,李国政,罗晋生,刘恩科. 半导体学报. 2000(02)
硕士论文
[1]三模冗余系统中的同步研究[D]. 袁果.西南交通大学 2008
[2]具有检错纠错功能的EMC IP核开发[D]. 孙凯.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3651825
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 空间辐射环境
1.3 空间辐射对存储器的影响
1.4 国内外集成电路抗辐射加固研究情况
1.5 存储器加固的方法
1.5.1 ECC编码技术
1.5.2 使用特殊工艺
1.5.3 物理冗余
1.5.4 版图改进技术
1.5.5 基于电流探测电路加固存储器方法
1.6 本文结构安排
第2章 ECC编码加固方法介绍
2.1 线性分组码代数理论
2.2.1 有限域
2.2.2 矢量空间
2.2.3 线性分组码
2.2 纠错编码介绍
2.2.1 奇偶校验码
2.2.2 汉明码
2.2.3 SEC-DED编码
2.2.4 抗多位翻转编码
2.3 本章小结
第3章 抗相邻双错误编码算法
3.1 校验矩阵分析
3.1.1 线性分组码校验矩阵结构
3.1.2 SEC-DED-DAEC编码校验矩阵分析
3.2 校验矩阵搜索空间分析
3.3 搜索校验矩阵算法
3.3.1 贪婪算法
3.3.2 搜索空间的优化
3.3.3 算法实现
3.4 本章小结
第4章 SEC-DED-DAEC编码电路设计
4.1 编码电路
4.2 译码电路
4.2.1 译码原理
4.2.2 译码电路的实现
4.3 功能验证
4.3.1 系统故障注入
4.3.2 功能验证模型
4.3.3 仿真结果
4.4 译码电路综合及性能评估
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于编码的存储器加固设计[J]. 李路路,何春,李磊. 通信技术. 2010(11)
[2]Multiple bit upsets mitigation in memory by using improved hamming codes and parity codes[J]. 祝名,肖立伊,田欢. Journal of Harbin Institute of Technology. 2010(05)
[3]基于改进型（14,8）循环码的SRAM型存储器多位翻转容错技术研究[J]. 贺兴华,卢焕章,肖山竹,张路,张开锋. 宇航学报. 2010(03)
[4]软件故障注入方法在星载系统中的应用[J]. 江铁成. 安庆师范学院学报(自然科学版). 2010(01)
[5]多层次AHB总线架构中Bus Matrix的设计和实现[J]. 董巍,谢憬,毛志刚. 现代电子技术. 2009(08)
[6]CMOS 6管静态存储单元晶体管尺寸的估算[J]. 苏进,王标,张瑾,刘声雷. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2007(09)
[7]汉明码检验系统的电路实现[J]. 阮宜武. 网络安全技术与应用. 2005(08)
[8]CMOS SRAM单粒子翻转效应的解析分析[J]. 贺朝会,李国政,罗晋生,刘恩科. 半导体学报. 2000(02)
硕士论文
[1]三模冗余系统中的同步研究[D]. 袁果.西南交通大学 2008
[2]具有检错纠错功能的EMC IP核开发[D]. 孙凯.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3651825
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