本申請(qǐng)要求于2015年12月8日提交的標(biāo)題為“用于與非閃存的渦輪乘積碼”(“TURBO PRODUCT CODES FOR NAND FLASH”)的第14/962,818號(hào)美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)的示例性實(shí)施例涉及一種信號(hào)處理和編碼技術(shù)。

背景技術(shù)：

磁性儲(chǔ)存技術(shù)最常用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，但對(duì)當(dāng)前電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，更小的重量和更快的讀取/寫(xiě)入操作需求使得磁性儲(chǔ)存技術(shù)不夠理想。基于NAND的技術(shù)能夠滿足對(duì)高密度數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備的要求，但這種技術(shù)很昂貴。存在降低基于NAND的技術(shù)的成本同時(shí)維持性能水平的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面包括一種對(duì)數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法。該方法可以包括：從對(duì)數(shù)據(jù)塊中的所有數(shù)據(jù)位的XOR以及對(duì)數(shù)據(jù)塊中除最后一行以外的所有行的所有行奇偶校驗(yàn)位的XOR來(lái)產(chǎn)生第一XOR奇偶校驗(yàn)位；將第一XOR奇偶校驗(yàn)位儲(chǔ)存在最后一行中；以及從對(duì)數(shù)據(jù)塊中的所有列的所有列奇偶校驗(yàn)位的XOR以及對(duì)最后一行的奇偶校驗(yàn)位的XOR來(lái)產(chǎn)生第二XOR奇偶校驗(yàn)位。

本發(fā)明的進(jìn)一步的方面包括一種用于對(duì)數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的裝置。該裝置可以包括編碼器，該編碼器被配置為：從對(duì)數(shù)據(jù)塊中的所有數(shù)據(jù)位的XOR以及對(duì)數(shù)據(jù)塊中除最后一行以外的所有行的所有行奇偶校驗(yàn)位的XOR來(lái)產(chǎn)生第一XOR奇偶校驗(yàn)位；將第一XOR奇偶校驗(yàn)位儲(chǔ)存在最后一行中；以及從對(duì)數(shù)據(jù)塊中的所有列的所有列奇偶校驗(yàn)位的XOR以及對(duì)最后一行的奇偶校驗(yàn)位的XOR來(lái)產(chǎn)生第二XOR奇偶校驗(yàn)位。

附圖說(shuō)明

圖1圖示了包括應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括編碼器和解碼器的存儲(chǔ)系統(tǒng)的框圖。

圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的編碼處理的示圖。

圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的方面的編碼處理的示圖。

圖5、圖6、圖7、圖8、圖9A、圖9B和圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的受阻錯(cuò)誤圖樣的示圖。

圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的編碼和解碼方案的性能的圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖來(lái)更詳細(xì)地描述各種實(shí)施例。然而，本公開(kāi)可以以不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于所陳述的實(shí)施例。相反地，這些實(shí)施例被提供使得本公開(kāi)將是徹底且完整的，并且將本發(fā)明的范圍充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。貫穿本公開(kāi)，相同的附圖標(biāo)記在本發(fā)明的各種附圖和實(shí)施例中指相同的部分。

本發(fā)明可以以很多方式來(lái)實(shí)施，包括作為：過(guò)程；裝置；系統(tǒng)；物的組合；在計(jì)算機(jī)可讀儲(chǔ)存媒介上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品；和/或處理器(諸如被配置用來(lái)運(yùn)行儲(chǔ)存在耦接至處理器的存儲(chǔ)器上的指令和/或由耦接至處理器的存儲(chǔ)器提供的指令的處理器)。在此說(shuō)明書(shū)中，這些實(shí)施方式或本發(fā)明可以采用的任何其他形式可以被稱作技術(shù)。一般地，可以在本發(fā)明的范圍之內(nèi)改變所公開(kāi)的過(guò)程中的步驟的次序。除非另外說(shuō)明，否則被描述為被配置用來(lái)執(zhí)行任務(wù)的組件(諸如處理器或存儲(chǔ)器)可以被實(shí)施為暫時(shí)被配置用來(lái)在給定時(shí)間執(zhí)行該任務(wù)的常規(guī)組件或被制造用來(lái)執(zhí)行該任務(wù)的特定組件。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“處理器”指被配置用來(lái)處理數(shù)據(jù)(諸如計(jì)算機(jī)程序指令)的一種或更多種器件、電路和/或處理核心。

一種降低基于NAND的技術(shù)的成本的方法包含縮減工藝，但縮減工藝降低性能?？梢酝ㄟ^(guò)使用高級(jí)信號(hào)處理和編碼技術(shù)來(lái)補(bǔ)償這種性能損失。博斯-查德胡里-霍昆格母(BCH，Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)碼和低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼已經(jīng)被用來(lái)保證數(shù)據(jù)完整性。對(duì)于BCH碼，主要缺點(diǎn)在于它們不能用于軟判決解碼，這使得這些編碼不理想。LDPC碼提供良好的硬判決解碼性能和軟判決解碼性能。然而，LDPC解碼器的復(fù)雜度相當(dāng)高，這使得此解決方案對(duì)于硬件實(shí)施而言太昂貴。下面公開(kāi)和描述了高級(jí)編碼技術(shù)，其可以利用較低硬件復(fù)雜度來(lái)提供高性能收益。

渦輪乘積碼(TPC)被認(rèn)為是可以以比LDPC碼低得多的硬件復(fù)雜度來(lái)提供顯著收益的高級(jí)編碼技術(shù)。在硬判決解碼中，相比于BCH碼和LDPC碼，TPC給出顯著的性能收益。在軟判決解碼中，TPC實(shí)現(xiàn)接近于LDPC碼的性能收益。

TPC被認(rèn)為是以比LDPC碼低得多的硬件復(fù)雜度來(lái)提供顯著收益的高級(jí)編碼技術(shù)。在硬判決解碼中，相比于BCH碼和LDPC碼，TPC給出顯著的性能收益。在軟判決解碼中，TPC實(shí)現(xiàn)接近于LDPC碼的性能收益。

因此，在使用渦輪乘積碼的系統(tǒng)中，需要高級(jí)編碼技術(shù)來(lái)提供性能和吞吐量(throughput)方面的收益。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明將被應(yīng)用至圖1中所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

圖1圖示了包括應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100。圖1中所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100僅用于說(shuō)明。在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，可以使用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100的其他結(jié)構(gòu)。雖然圖1圖示了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100的一個(gè)示例，但可以對(duì)圖1作出各種改變。例如，在任何合適的布置中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括任何元件，或者可以不包括任何元件。

參見(jiàn)圖1，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括主機(jī)102和存儲(chǔ)系統(tǒng)110。

主機(jī)102可以包括例如：諸如移動(dòng)電話、MP3播放器和膝上型電腦的便攜式電子設(shè)備或諸如臺(tái)式電腦、游戲機(jī)、TV和投影儀的電子設(shè)備。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求來(lái)操作，具體地，儲(chǔ)存要由主機(jī)102訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。換言之，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用作主機(jī)102的主存儲(chǔ)系統(tǒng)或輔助存儲(chǔ)系統(tǒng)。存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以根據(jù)要與主機(jī)102電耦接的主機(jī)接口的協(xié)議來(lái)用各種類型的儲(chǔ)存設(shè)備中的任意一種來(lái)實(shí)施。存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用各種類型的儲(chǔ)存設(shè)備(諸如固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、縮減尺寸MMC(RS-MMC)和微型MMC、安全數(shù)字(SD)卡、迷你SD和微型SD、通用串行總線(USB)儲(chǔ)存設(shè)備、通用快閃儲(chǔ)存(UFS)設(shè)備、緊湊式閃存(CF)卡、智能媒體(SM)卡和記憶棒等)中的任意一種來(lái)實(shí)施。

用于存儲(chǔ)系統(tǒng)110的儲(chǔ)存設(shè)備可以用易失性存儲(chǔ)器件(諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM))或非易失性存儲(chǔ)器件(諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、掩膜ROM(MROM)、可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(FRAM)、相變RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)和電阻式RAM(RRAM))來(lái)實(shí)施。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以包括存儲(chǔ)器件150和控制器130，存儲(chǔ)器件150儲(chǔ)存要由主機(jī)102訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，控制器130控制將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中。

控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至一個(gè)半導(dǎo)體器件中。例如，控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至一個(gè)半導(dǎo)體器件中，并配置固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)。當(dāng)存儲(chǔ)系統(tǒng)110用作SSD時(shí)，可以顯著增加與存儲(chǔ)系統(tǒng)110電耦接的主機(jī)102的操作速度。

控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至一個(gè)半導(dǎo)體器件中，并配置存儲(chǔ)卡?？刂破?30和存儲(chǔ)器件150可以被集成至一個(gè)半導(dǎo)體器件中，并配置諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì)(PCMCIA)卡、緊湊式閃存(CF)卡、智能媒體(SM)卡(SMC)、記憶棒、多媒體卡(MMC)、RS-MMC和微型MMC、安全數(shù)字(SD)卡、迷你SD、微型SD和SDHC以及通用快閃儲(chǔ)存(UFS)器件的存儲(chǔ)卡。

又例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以配置計(jì)算機(jī)、超移動(dòng)PC(UMPC)、工作站、上網(wǎng)本、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、平板電腦、無(wú)線電話、移動(dòng)電話、智能電話、電子書(shū)、便攜式多媒體播放器(PMP)、便攜式游戲機(jī)、導(dǎo)航儀、黑匣子、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字多媒體廣播(DMB)播放器、三維(3D)電視、智能電視、數(shù)字錄音機(jī)、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字圖片記錄器、數(shù)字圖片播放器、數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字視頻播放器、配置數(shù)據(jù)中心的儲(chǔ)存器、能夠在無(wú)線環(huán)境下收發(fā)信息的設(shè)備、配置家庭網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一種、配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一種、配置遠(yuǎn)程信息處理的各種電子設(shè)備中的一種、RFID設(shè)備或者配置計(jì)算系統(tǒng)的各種組成元件中的一種。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110的存儲(chǔ)器件150可以在電源被中斷時(shí)保持儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，具體地，在寫(xiě)入操作期間儲(chǔ)存從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)，以及在讀取操作期間將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)102。存儲(chǔ)器件150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊152、154和156。存儲(chǔ)塊152、154和156中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁(yè)。頁(yè)中的每個(gè)可以包括電耦接了多個(gè)字線(WL)的多個(gè)存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)器件150可以為非易失性存儲(chǔ)器件，例如，快閃存儲(chǔ)器?？扉W存儲(chǔ)器可以具有三維(3D)層疊結(jié)構(gòu)。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110的控制器130可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求來(lái)控制存儲(chǔ)器件150?？刂破?30可以將從存儲(chǔ)器件150讀取的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)102，以及將從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中。為此，控制器130可以控制存儲(chǔ)器件150的總體操作，諸如讀取操作、寫(xiě)入操作、編程操作和擦除操作。

詳細(xì)地，控制器130可以包括主機(jī)接口單元132、處理器134、錯(cuò)誤校正碼(ECC)單元138、電源管理單元(PMU)140、存儲(chǔ)器控制器(MC)142和存儲(chǔ)器144。

主機(jī)接口單元132可以處理從主機(jī)102提供的命令和數(shù)據(jù)，且可以通過(guò)下面的各種接口協(xié)議中的至少一種來(lái)與主機(jī)102通信：諸如通用串行總線(USB)、多媒體卡(MMC)、外圍組件互連-快速(PCI-E)、串行連接SCSI(SAS)、串行高級(jí)技術(shù)附件(SATA)、并行高級(jí)技術(shù)附件(PATA)、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)、增強(qiáng)型小盤(pán)接口(ESDI)和集成驅(qū)動(dòng)電路(IDE)。

ECC單元138可以在讀取操作期間檢測(cè)并校正從存儲(chǔ)器件150讀取的數(shù)據(jù)中的錯(cuò) 誤。當(dāng)錯(cuò)誤位的數(shù)量大于或等于可校正錯(cuò)誤位的閾值數(shù)量時(shí)，ECC單元138不能校正錯(cuò)誤位，且可以輸出指示校正錯(cuò)誤位失敗的錯(cuò)誤校正失敗信號(hào)。

ECC單元138可以基于下面的編碼調(diào)制來(lái)執(zhí)行錯(cuò)誤校正操作：諸如低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼、博斯-查德胡里-霍昆格母(BCH，Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)碼、渦輪碼、渦輪乘積碼(TPC)、里德-索羅門(RS，Reed-Solomon)碼、卷積碼、遞歸系統(tǒng)碼(RSC)、格碼調(diào)制(TCM)和塊碼調(diào)制(BCM)等。ECC單元可以包括用于錯(cuò)誤校正操作的所有電路、系統(tǒng)或器件。

PMU 140可以提供并管理用于控制器130的電源，即，用于控制器130中包括的組成元件的電源。

MC 142可以用作控制器130與存儲(chǔ)器件150之間的存儲(chǔ)器接口以允許控制器130響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求來(lái)控制存儲(chǔ)器件150。MC 142可以產(chǎn)生針對(duì)存儲(chǔ)器件150的控制信號(hào)，并在處理器134的控制下處理數(shù)據(jù)。當(dāng)存儲(chǔ)器件150是諸如NAND快閃存儲(chǔ)器的快閃存儲(chǔ)器時(shí)，MC 142可以產(chǎn)生針對(duì)NAND快閃存儲(chǔ)器150的控制信號(hào)，并在處理器134的控制下處理數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器144可以用作存儲(chǔ)系統(tǒng)110和控制器130的工作存儲(chǔ)器，并儲(chǔ)存用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)110和控制器130的數(shù)據(jù)?？刂破?30可以響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的請(qǐng)求來(lái)控制存儲(chǔ)器件150。例如，控制器130可以將從存儲(chǔ)器件150讀取的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)102，以及將從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中。當(dāng)控制器130控制存儲(chǔ)器件150的操作時(shí)，存儲(chǔ)器144可以儲(chǔ)存由控制器130和存儲(chǔ)器件150使用的數(shù)據(jù)以用于諸如讀取操作、寫(xiě)入操作、編程操作和擦除操作的操作。

存儲(chǔ)器144可以用易失性存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)施。存儲(chǔ)器144可以用靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)來(lái)實(shí)施。如上所述，存儲(chǔ)器144可以儲(chǔ)存由主機(jī)102和存儲(chǔ)器件150使用的數(shù)據(jù)以用于讀取操作和寫(xiě)入操作。為了儲(chǔ)存該數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器144可以包括程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、寫(xiě)入緩沖器、讀取緩沖器和映射緩沖器等。

處理器134可以控制存儲(chǔ)系統(tǒng)110的常規(guī)操作，以及響應(yīng)于來(lái)自主機(jī)102的寫(xiě)入請(qǐng)求或讀取請(qǐng)求來(lái)控制針對(duì)存儲(chǔ)器件150的寫(xiě)入操作或讀取操作。處理器134可以驅(qū)動(dòng)被稱作閃存轉(zhuǎn)換層(FTL)的固件來(lái)控制存儲(chǔ)系統(tǒng)110的常規(guī)操作。處理器134可以用微處理器或中央處理單元(CPU)來(lái)實(shí)施。

管理單元(未示出)可以被包括在處理器134中，且可以執(zhí)行對(duì)存儲(chǔ)器件150的壞 塊管理。管理單元可以找出存儲(chǔ)器件150中包括的壞存儲(chǔ)塊(其不滿足進(jìn)一步使用的條件)，并對(duì)該壞存儲(chǔ)塊執(zhí)行壞塊管理。當(dāng)存儲(chǔ)器件150是快閃存儲(chǔ)器(例如，NAND快閃存儲(chǔ)器)時(shí)，在寫(xiě)入操作期間(例如，在編程操作期間)可能因NAND邏輯功能的特性而出現(xiàn)編程失敗。在壞塊管理期間，編程失敗的存儲(chǔ)塊或壞存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)可以被編程至新的存儲(chǔ)塊中。此外，因編程失敗而導(dǎo)致的壞塊嚴(yán)重降低具有3D層疊結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件150的利用效率和存儲(chǔ)系統(tǒng)110的可靠性，從而需要可靠的壞塊管理。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括編碼器和解碼器的存儲(chǔ)系統(tǒng)200的框圖。例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)200對(duì)應(yīng)于圖1中所示的存儲(chǔ)系統(tǒng)110。為了清楚，此處未示出圖1中的與本發(fā)明的實(shí)施例直接相關(guān)的組件。

參見(jiàn)圖2，存儲(chǔ)系統(tǒng)200包括儲(chǔ)存器210、寫(xiě)入控制器220和讀取控制器230。例如，儲(chǔ)存器210對(duì)應(yīng)于圖1中所示的存儲(chǔ)器件150，以及寫(xiě)入控制器220和讀取控制器230對(duì)應(yīng)于圖1中所示的ECC單元138。

儲(chǔ)存器210可以包括諸如NAND閃存的固態(tài)儲(chǔ)存器。寫(xiě)入控制器220從圖1中的主機(jī)102接收數(shù)據(jù)，并處理儲(chǔ)存器210上的數(shù)據(jù)。讀取控制器230讀取儲(chǔ)存器210上的數(shù)據(jù)，并處理該數(shù)據(jù)。分別地，寫(xiě)入控制器220包括TPC編碼器222，以及讀取控制器230包括TPC解碼器232，作為用于TPC方案的組件。

如此處所述，TPC碼包括N_r個(gè)行碼和N_c個(gè)列碼。它們?nèi)慷际蔷哂幸韵聟?shù)的BCH碼：

行碼：(n_r,k_r,T_r,m_r)；

列碼：(n_c,k_c,T_c,m_c)；

XOR碼：(n_x,k_x,T_x,m_x)；

其中，n表示編碼的長(zhǎng)度，k表示編碼的維度，T表示編碼的錯(cuò)誤校正容量，以及m表示編碼的有限域大小(finite field-size)。被組合用來(lái)產(chǎn)生列奇偶校驗(yàn)位的列數(shù)通過(guò)C_#來(lái)指定，其中，C_#是被組合的列數(shù)。

圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的TPC編碼方案的流程圖。

圖4是表示矩形數(shù)據(jù)塊的示例的示圖。

下面參照?qǐng)D3和圖4來(lái)描述編碼方案。

數(shù)據(jù)300可以布置在矩形塊中(見(jiàn)圖4)。數(shù)據(jù)300包括行數(shù)據(jù)和列數(shù)據(jù)?？梢杂梅至看a(constituent code)來(lái)對(duì)第一行(行1至行R-1)編碼。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用BCH作為分量碼來(lái)對(duì)第一行編碼，盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，本發(fā)明不局限于對(duì)分量碼的這種選擇。

產(chǎn)生行1至行R-1的行奇偶校驗(yàn)位302，以及對(duì)所有的數(shù)據(jù)位和所有的行奇偶校驗(yàn)位(即，就此而言，所有的行奇偶校驗(yàn)位包括行1至行(R-1)的奇偶校驗(yàn)位)進(jìn)行異或(XOR)。XOR位的數(shù)量通過(guò)C_#來(lái)給出。由于行奇偶校驗(yàn)位將包含T_r*m_r，且T_r*m_r將不是C_#的整數(shù)倍，因此可以對(duì)行奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行零填充(zero pad)以使得它們是C_#的整數(shù)倍。例如，如果行奇偶校驗(yàn)位長(zhǎng)度是42且C_#給定為24，則可以對(duì)6個(gè)位進(jìn)行零填充以使得行奇偶校驗(yàn)位是48位長(zhǎng)，且可以從行奇偶校驗(yàn)位構(gòu)建長(zhǎng)度為24的兩個(gè)塊。

對(duì)數(shù)據(jù)300和行奇偶校驗(yàn)位302進(jìn)行XOR，且該XOR將被包括在數(shù)據(jù)的最后一行406中?？梢詫⒋薠OR認(rèn)作XOR奇偶校驗(yàn)位1(306,450)。XOR奇偶校驗(yàn)位1(306,450)將具有長(zhǎng)度C_#。

XOR奇偶校驗(yàn)位1(306,450)被包括在數(shù)據(jù)的最后一行406(即，行R)中，以及產(chǎn)生最后一行奇偶校驗(yàn)位(308,460)。值得注意的是，包括XOR奇偶校驗(yàn)位1(306,450)的最后一行奇偶校驗(yàn)位(308,460)被產(chǎn)生。

通過(guò)對(duì)列進(jìn)行組合來(lái)產(chǎn)生列奇偶校驗(yàn)位304。對(duì)于給定的列數(shù)C(例如，C_#)，列奇偶校驗(yàn)位可以包括列奇偶校驗(yàn)位1 440、列奇偶校驗(yàn)位2 442、列奇偶校驗(yàn)位(C-1)444和列奇偶校驗(yàn)位C 446。在此方案的示例中，在包括XOR奇偶校驗(yàn)位1(450)的情況下產(chǎn)生列奇偶校驗(yàn)位(C-1)444，以及在包括行奇偶校驗(yàn)位中的每個(gè)的情況下產(chǎn)生列奇偶校驗(yàn)位C 446(其包括行R奇偶校驗(yàn)位460，且如上所述，行R奇偶校驗(yàn)位在包括XOR奇偶校驗(yàn)位1 450的情況下產(chǎn)生)。假設(shè)對(duì)于行奇偶校驗(yàn)位和列奇偶校驗(yàn)位，校正容量(T)和伽羅瓦域(Galois field)(m)相同。

可以通過(guò)對(duì)所有的列奇偶校驗(yàn)位和最后一行奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行XOR來(lái)產(chǎn)生XOR奇偶校驗(yàn)位2(310,470)。XOR奇偶校驗(yàn)位2(310,470)的長(zhǎng)度被給定為T_r*m_r(＝T_c*m_c)。為了簡(jiǎn)化，假設(shè)T_r*m_r＝T_c*m_c。如果T_r*m_r≠T_c*m_c，則可以使用零填充來(lái)產(chǎn)生XOR奇偶校驗(yàn)位2(310,470)。

可以將另一分量碼應(yīng)用至XOR奇偶校驗(yàn)位2(310,470)(例如，對(duì)XOR奇偶校驗(yàn)位2(312,480)的奇偶校驗(yàn)位)，XOR奇偶校驗(yàn)位2(310,470)的編碼參數(shù)被給定為(n_x,k_x,T_x,m_x)?？傮w而言，用于XOR奇偶校驗(yàn)位2的此BCH碼的伽羅瓦域相當(dāng)小，因此該編碼的編碼/解碼的復(fù)雜度最小。應(yīng)當(dāng)注意的是，對(duì)XOR奇偶校驗(yàn)位2的此奇偶校 驗(yàn)位僅被寫(xiě)入至NAND。在這種方法中，可以通過(guò)不寫(xiě)入XOR奇偶校驗(yàn)位2來(lái)節(jié)約奇偶校驗(yàn)位。此方案的奇偶校驗(yàn)位開(kāi)銷(overhead)被給定為：

所提出的方案的總的奇偶校驗(yàn)位＝T_r*m_r+T_c*m_c+C_#+T_x*m_x

相比于先前實(shí)施的方案，除行奇偶校驗(yàn)位和列奇偶校驗(yàn)位以外的XOR奇偶校驗(yàn)位開(kāi)銷(C_#+T_x*m_x)相當(dāng)小。因此，此方案相比于其他方案具有顯著的性能收益。

參見(jiàn)圖5至圖10，描述了針對(duì)以上所公開(kāi)的編碼方案的各種解碼處理。解碼程序類似于規(guī)則TPC解碼，在規(guī)則TPC解碼中，列解碼以迭代循環(huán)接著行解碼，直到數(shù)據(jù)被成功解碼或者迭代次數(shù)超過(guò)最大迭代次數(shù)為止。存在特定的錯(cuò)誤圖樣，即使該錯(cuò)誤圖樣的權(quán)重(weight)小，該錯(cuò)誤圖樣也將在解碼中受阻。

在圖5至圖8中，示出了(1,1)受阻錯(cuò)誤圖樣(stuck error pattern)。(1,1)受阻錯(cuò)誤圖樣是在其中正好存在一行和一列故障的受阻錯(cuò)誤圖樣。在圖9A和圖9B中，示出了(2,2)受阻錯(cuò)誤圖樣，其中，存在兩行和兩列故障。在圖10中，示出了(0,2)受阻錯(cuò)誤圖樣。

在圖5中，示出了數(shù)據(jù)中的可能在解碼中受阻的錯(cuò)誤圖樣500。在此示例中，假設(shè)行編碼和列編碼的錯(cuò)誤校正容量等于2。盡管錯(cuò)誤圖樣500的權(quán)重是4，但其將在解碼中受阻?？梢允褂肵OR奇偶校驗(yàn)位1 450來(lái)校正錯(cuò)誤圖樣500。因?yàn)楣收闲泻凸收狭惺且阎?，所以?列相交部分是已知的。首先，對(duì)除故障的行/列相交部分之外的所有數(shù)據(jù)、行奇偶校驗(yàn)位和XOR奇偶校驗(yàn)位1進(jìn)行XOR。此產(chǎn)生的XOR奇偶校驗(yàn)位可以取代故障的行/列相交部，這將校正行/列相交部分中的所有錯(cuò)誤位。

類似地，在圖6中，示出了受阻錯(cuò)誤圖樣。受阻錯(cuò)誤圖樣600存在于行奇偶校驗(yàn)位部分中。使用以上參照?qǐng)D5所描述的解碼處理，也可以校正受阻錯(cuò)誤圖樣600。

在圖7中，示出了存在于第R行奇偶校驗(yàn)位中的受阻錯(cuò)誤圖樣700。為了校正此圖樣700，可以在解碼端處產(chǎn)生XOR奇偶校驗(yàn)位2，通過(guò)對(duì)第R行奇偶校驗(yàn)位和所有的列奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行XOR來(lái)獲得XOR奇偶校驗(yàn)位2。在此XOR奇偶校驗(yàn)位2上運(yùn)行BCH解碼，該BCH解碼將校正所有的錯(cuò)誤，因?yàn)閷?duì)XOR奇偶校驗(yàn)位2的BCH具有大的校正容量。一旦獲得了正確的XOR奇偶校驗(yàn)位2，此奇偶校驗(yàn)位就可以用來(lái)校正受阻圖樣700。

在圖8中，示出了在列奇偶校驗(yàn)部分中的受阻錯(cuò)誤圖樣800，該受阻圖樣800可以通過(guò)以上參照?qǐng)D7所描述的處理來(lái)校正。這樣，在解碼程序中存在的所有(1,1)受阻錯(cuò)誤圖樣都可以被解碼。

接下來(lái)參見(jiàn)圖9A，示出了(2,2)受阻錯(cuò)誤圖樣。即，數(shù)據(jù)包括錯(cuò)誤圖樣900和錯(cuò)誤圖樣902。XOR奇偶校驗(yàn)位1和XOR奇偶校驗(yàn)位2不能用來(lái)校正這種受阻錯(cuò)誤圖樣900、902。在圖9A中，為了簡(jiǎn)單而示出了C_#等于6的示例。目標(biāo)是通過(guò)識(shí)別最可能的錯(cuò)誤位置來(lái)校正這種受阻錯(cuò)誤圖樣900、902。一旦錯(cuò)誤位置已知，就可以使用簡(jiǎn)單的翻轉(zhuǎn)算法來(lái)校正這種受阻錯(cuò)誤圖樣900、902。在圖9A中，受阻錯(cuò)誤圖樣具有出現(xiàn)在行和列相交部分中的不同位置處的6個(gè)錯(cuò)誤。

由于正確的XOR奇偶校驗(yàn)位1已知，因此可以找到對(duì)所有數(shù)據(jù)和行奇偶校驗(yàn)位(行1至行(R-1))的XOR，并將其與XOR奇偶校驗(yàn)位1進(jìn)行比較。在至多6個(gè)位置處XOR奇偶校驗(yàn)位1與這些計(jì)算出的XOR奇偶校驗(yàn)位不同?，F(xiàn)在，錯(cuò)誤的位置已知，然而錯(cuò)誤在行/列相交部分中的準(zhǔn)確位置未知。

如圖9B中所示，在(2,2)受阻錯(cuò)誤圖樣中，存在可能具有錯(cuò)誤的4個(gè)行/列相交部分(910,912,914,916)?？梢允褂梦环D(zhuǎn)處理(例如，Chase解碼)，在位翻轉(zhuǎn)處理中，在通過(guò)XOR奇偶校驗(yàn)位1確定的錯(cuò)誤位位置處的位被翻轉(zhuǎn)。在Chase解碼中，將嘗試所有的2^翻轉(zhuǎn)位(flip_bits)，其中翻轉(zhuǎn)位(flip_bits)是從儲(chǔ)存的xor或數(shù)據(jù)計(jì)算的xor檢測(cè)到的翻轉(zhuǎn)的位的數(shù)量。

在本發(fā)明的另一示例中，將從翻轉(zhuǎn)位選擇一個(gè)位(例如，nchoosek(翻轉(zhuǎn)位，1))，將在所有故障的n*m個(gè)受阻錯(cuò)誤相交部分處嘗試這種位翻轉(zhuǎn)，然后嘗試解碼。接下來(lái)，將對(duì)n*m個(gè)故障的受阻錯(cuò)誤圖樣嘗試nchoosek(翻轉(zhuǎn)位，2)，且將對(duì)所有的n*m個(gè)故障的受阻錯(cuò)誤圖樣重復(fù)此處理(例如，nchoosek(翻轉(zhuǎn)位，翻轉(zhuǎn)位))。必須在故障的相交部分內(nèi)部作出所有的校正，以避免在錯(cuò)誤相交部分外部引入更多的錯(cuò)誤。

在第一次運(yùn)行中，可以對(duì)所有的4個(gè)行/列故障相交部分(910,912,914,916)的6個(gè)錯(cuò)誤位置位中的單個(gè)位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。在一個(gè)位翻轉(zhuǎn)之后，可以對(duì)故障的行/列解碼使用規(guī)則解碼。在解碼時(shí)，保證在BCH解碼期間解碼的位必須位于行/列故障相交部分中。按照這種方式，不會(huì)在TPC結(jié)構(gòu)中引入誤校正。

在圖9A中所示的錯(cuò)誤圖樣中，第一行/列相交部分中的一個(gè)位翻轉(zhuǎn)是不夠的。然后利用一個(gè)位翻轉(zhuǎn)來(lái)處理第二行/列相交部分，這將對(duì)該行編碼進(jìn)行解碼并滿足列編碼。一旦一個(gè)行/列相交部分中的錯(cuò)誤被校正，受阻錯(cuò)誤圖樣就變成(1,1)錯(cuò)誤圖樣，該(1,1)錯(cuò)誤圖樣可以通過(guò)使用XOR奇偶校驗(yàn)位1來(lái)容易地校正。

如果通過(guò)在所有故障的行/列相交部分中嘗試所有的單個(gè)位翻轉(zhuǎn)而圖樣未被解碼，則此圖樣通常通過(guò)單個(gè)位翻轉(zhuǎn)而得到解碼?？梢詫?duì)故障的行/列相交部分嘗試兩個(gè)位或更多個(gè)位翻轉(zhuǎn)。

在圖9A和圖9B中，C_#的值等于6。然而，在規(guī)則TPC碼設(shè)計(jì)中，C_#的值更大。在那些類型的情況中，相比于隨機(jī)位翻轉(zhuǎn)處理，來(lái)自所公開(kāi)的位翻轉(zhuǎn)算法的優(yōu)勢(shì)將是實(shí)質(zhì)性的。與隨機(jī)位翻轉(zhuǎn)不同的是，通過(guò)XOR奇偶校驗(yàn)位1和XOR奇偶校驗(yàn)位2的幫助，最可能的錯(cuò)誤位置是已知的，這顯著降低了整合所提出的方案的復(fù)雜度。以上所公開(kāi)的方案可以容易地推廣為(n,n)受阻錯(cuò)誤圖樣，在(n,n)受阻錯(cuò)誤圖樣中，n行和n列有故障。然而，如果n的值大，則復(fù)雜度將增大。因此，在硬件復(fù)雜度之內(nèi)的圖樣使用這種提出的方案來(lái)校正。

接下來(lái)參見(jiàn)圖10，示出了(0,2)的備選錯(cuò)誤圖樣。為了簡(jiǎn)化解碼，也可以進(jìn)行對(duì)(0,k)受阻錯(cuò)誤圖樣解碼的備選方法。在(0,k)受阻錯(cuò)誤圖樣(例如，1000，1002)中，所有的行是正確的，而k個(gè)列是故障的。這種圖樣可以使用正確的數(shù)據(jù)來(lái)校正。數(shù)據(jù)的正確性通過(guò)XOR奇偶校驗(yàn)位1和行奇偶校驗(yàn)位來(lái)驗(yàn)證?？梢酝ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生(k-1)個(gè)列奇偶校驗(yàn)位，以及可以通過(guò)XOR奇偶校驗(yàn)位2來(lái)產(chǎn)生最后故障的列奇偶校驗(yàn)位。被校正的第k列奇偶校驗(yàn)位可以從第k列數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證。如果第k列數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位與被校正的第k奇偶校驗(yàn)位匹配，則宣布TPC被成功解碼。XOR奇偶校驗(yàn)位2的校正容量不是很大，因此可以應(yīng)用該程序來(lái)對(duì)(0,k)受阻錯(cuò)誤圖樣解碼。圖10中所示的受阻錯(cuò)誤圖樣1000、1002可以通過(guò)上述方案來(lái)校正。一般而言，(0,k)出現(xiàn)的可能性相當(dāng)?shù)?，所以在解碼中很少使用所提出的方案。

雖然公開(kāi)了對(duì)(n,n)和(0,k)的錯(cuò)誤碼圖樣的解碼，但本文中所描述的處理也可以用來(lái)對(duì)(n,m)、(m,n)等的錯(cuò)誤碼圖樣進(jìn)行解碼。

作為進(jìn)一步描述，對(duì)(n,m)故障圖樣(其中，n行和m列有故障)的解碼可以執(zhí)行如下。首先，計(jì)算對(duì)所有數(shù)據(jù)和行奇偶校驗(yàn)位的XOR，并將其與儲(chǔ)存的奇偶校驗(yàn)位(例如，XOR_data)進(jìn)行比較。一旦接收到XOR_data，就將其與XOR_stored進(jìn)行比較以找出錯(cuò)誤位位置?，F(xiàn)在錯(cuò)誤位位置是已知的，但是需要確定這些錯(cuò)誤位于n*m個(gè)故障相交部分中的何處。這樣，采用從上述比較中找到的錯(cuò)誤位，并在所有的n*m個(gè)故障相交部分中的特定位置處的這些位被翻轉(zhuǎn)。如果分量碼字得到解碼，且所有的校正都在故障的分量碼字之內(nèi)做出，則校正被應(yīng)用。如果任意一行碼字通過(guò)嘗試校正對(duì)應(yīng)的列碼字經(jīng)由對(duì)位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)而被校正，則可以執(zhí)行進(jìn)一步的檢查，以及在故障的相交部分中做出所有的校正?？梢愿鶕?jù)來(lái)自XOR_data與XOR_stored的不匹配的位數(shù)量而同時(shí)對(duì)1個(gè)錯(cuò)誤位、2個(gè)錯(cuò)誤位、3個(gè)錯(cuò)誤位等進(jìn)行這些位翻轉(zhuǎn)。

此外，對(duì)于(0,k)錯(cuò)誤圖樣，解碼處理可以執(zhí)行如下。如果所有的行合格，且XOR_stored與對(duì)數(shù)據(jù)和行奇偶校驗(yàn)位計(jì)算出的XOR匹配，則k個(gè)故障的列碼字被編碼以得到對(duì)應(yīng)的k個(gè)列奇偶校驗(yàn)位。在這種情況下，所有的錯(cuò)誤位于奇偶校驗(yàn)位中，以及 可以通過(guò)XOR奇偶校驗(yàn)位2來(lái)確定以此方式產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)位的正確性。

測(cè)試以上所公開(kāi)的方案的性能，并與2K BCH碼進(jìn)行比較?；谝陨纤_(kāi)的方案構(gòu)建的TPC碼的值被測(cè)試為：

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度＝32864。

允許的奇偶校驗(yàn)位＝308字節(jié)。

行編碼：(n_r,k_r,T_r,m_r)＝(1310,1266,4,11)。

列編碼：(n_c,k_c,T_c,m_c)＝(1318,1274,4,11)。

N_r＝26，N_c＝27，以及C_#＝49。

XOR奇偶校驗(yàn)位2上的編碼：(n_x,k_x,T_x,m_x)＝(121,44,11,7)。

該性能在圖11中示出。圖11中的圖1100示出2k BCH的性能1102和如上所述的方案的性能1104。編碼設(shè)計(jì)中的發(fā)現(xiàn)：具有伽羅瓦域(m)和等于(11,4)的校正容量(T)的編碼通過(guò)顯著縮短的位而已經(jīng)合適。更大的校正容量降低誤校正容量，以及縮短的位可以用于誤校正檢測(cè)。如果在BCH解碼期間在縮短的位中存在翻轉(zhuǎn)的位，則知道BCH解碼器已經(jīng)誤校正了碼字，而在TPC解碼中可以避免這種誤校正。

雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例而特別地示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離由所附權(quán)利要求書(shū)中所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在其中可以作出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。因此，前述內(nèi)容僅作為示例，而非意在進(jìn)行限制。例如，本文中所示出并描述的元件的任何數(shù)目?jī)H作為示例。本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物來(lái)限定。