ECC技術(shù)在大容量智能Smart Media卡上的應用
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SM卡是一種nash Memory存儲卡，輕薄短小是其未來(lái)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。SM卡具有體積小(45 mm×37 mm x0．76mm)，質(zhì)量輕(僅1．8克)，結構簡(jiǎn)單，攜帶方便，且具有較高的擦寫(xiě)性能，功耗低，易于升級，帶有便于數據傳輸的PCMCIA界面等優(yōu)點(diǎn)，但存在兼容性差和容量小的缺點(diǎn)。
采用大容量的SM卡作為存儲介質(zhì)用于存儲采集的數據具有突破性發(fā)展。但其最關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是要保證各種大量的數據能夠在計算機中正確地回放和分析，保證計算機正確無(wú)誤地識別出SM卡中的數據，因此要求SM卡的存儲數據格式應與DOS文件系統相兼容。錯誤檢查與糾正編碼簡(jiǎn)稱(chēng)ECC，是一種實(shí)現計算機錯誤檢查和糾正的技術(shù)，可使整個(gè)計算機系統工作時(shí)安全穩定。而ECC技術(shù)應用于大容量SM卡，使其數據采集、儲存更安全穩定，并給出了ECC編碼算法，程序設計及查錯校正的實(shí)現。
2 ECC與SM的地址轉換
按照DOS文件操作系統存儲數據的方法，SM卡除存儲數據功能外，還具有以下5個(gè)區域：卡信息結構(Card Information Structure，簡(jiǎn)稱(chēng)CIS)、主引導記錄(Master Boot Record簡(jiǎn)稱(chēng)，MBR)、分區引導記錄(Partition Boot Record，簡(jiǎn)稱(chēng)PBR)、分件分配表(File A11ocation Table，簡(jiǎn)稱(chēng)FAT)、根目錄(Root Directory，簡(jiǎn)稱(chēng)DIR)。CPU采用邏輯地址操作存儲介質(zhì)，由于邏輯地址與物理地址不同，物理地址是存儲介質(zhì)的實(shí)際地址，如果按照物理地址順序存儲數據，則不便于文件增加或刪減的操作，因此，其DOS邏輯地址與物理地址必須按照轉換表進(jìn)行轉換。而SM卡的轉換表處于每頁(yè)存儲區的冗余區內。
SM卡每頁(yè)包括528字節，分為512字節數據區和16字節的冗余區。冗余區的格式如表l所示，其中ECC編碼區和邏輯、物理轉換區是最為重要部分。
由表1可以看出：邏輯地址區1和邏輯地址區2完全一致，ECC編碼區2是指256~512字節的ECC編碼，ECC編碼區l是指0~255字節的ECC編碼，數據狀態(tài)標志和塊狀態(tài)標志為FFH時(shí)正常，否則異常。邏輯地址區是針對DOS文件系統的邏輯地址和物理地址的轉換表，格式如表2所示，其中BA9～BA0為邏輯地址，P為奇偶區標志。
所謂邏輯地址是相對于DOS文件系統而言，DOS文件系統在存儲文件時(shí)，并不是完全按照物理地址的順序存儲的，而是將物理地址按一定的算法分配成邏輯地址，文件存儲是按照FAT表中標注的邏輯地址，再根據冗余區中的邏輯地址的內容找到相應的物理地址區實(shí)現的。整個(gè)SM卡的邏輯地址分布如表3所示。
3 ECC編碼
ECC與奇偶校驗(Parity)相類(lèi)似，然而Parity只能檢測錯誤，而ECC則可糾正每頁(yè)的l位錯誤。經(jīng)過(guò)內存糾錯，計算機的操作指令才能繼續。
由于SM卡存在“寫(xiě)入干擾”，易引起數據錯誤，而且該錯誤不能利用寫(xiě)入Flash狀態(tài)進(jìn)行檢查。根據SM卡實(shí)驗結果推斷，寫(xiě)入干擾引發(fā)的錯誤在l頁(yè)中(512字節)只有1位出現錯誤。因此認為這類(lèi)錯誤可利用ECC碼檢查并糾正，而不視為壞塊。這樣將大大提高SM卡的可靠性和壽命。在設計中以512字節為一組數據，加上ECC碼(3字節)，這樣可以使ECC碼的比例達到最低。
4 ECC編碼算法和程序設計
4．1 ECC碼的普通算法
以64字節一組數據為例說(shuō)明ECC碼的普通算法，前52字節為輸入數據，后面12字節補零或64字節參加運算。先將64字節數據排成一列，即最高地址數據bit7，bit 6…bit O，然后為次高地址數據bit 7，bit 6…bit O，依次根據地址由高到低，直至最低地址數據bit 7，bit 6…bit 0，總共512位。
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