ECC技術在大容量智能Smart Media卡上的應用
2 ECC與SM的地址轉換按照DOS文件操作系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)的方法，SM卡除存儲數(shù)據(jù)功能外，還具有以下5個區(qū)域：卡信息結構(Card Information Structure，簡稱CIS)、主引導記錄(Master Boot Record簡稱，MBR)、分區(qū)引導記錄(Partition Boot Record，簡稱PBR)、分件分配表(File A11ocation Table，簡稱FAT)、根目錄(Root Directory，簡稱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)的實際地址，如果按照物理地址順序存儲數(shù)據(jù)，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行轉換。而SM卡的轉換表處于每頁存儲區(qū)的冗余區(qū)內(nèi)。 SM卡每頁包括528字節(jié)，分為512字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū)和16字節(jié)的冗余區(qū)。冗余區(qū)的格式如表l所示，其中ECC編碼區(qū)和邏輯、物理轉換區(qū)是最為重要部分。 由表1可以看出：邏輯地址區(qū)1和邏輯地址區(qū)2完全一致，ECC編碼區(qū)2是指256~512字節(jié)的ECC編碼，ECC編碼區(qū)l是指0~255字節(jié)的ECC編碼，數(shù)據(jù)狀態(tài)標志和塊狀態(tài)標志為FFH時正常，否則異常。邏輯地址區(qū)是針對DOS文件系統(tǒng)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(qū)標志。
所謂邏輯地址是相對于DOS文件系統(tǒng)而言，DOS文件系統(tǒng)在存儲文件時，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(jù)冗余區(qū)中的邏輯地址的內(nèi)容找到相應的物理地址區(qū)實現(xiàn)的。整個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)相類似，然而Parity只能檢測錯誤，而ECC則可糾正每頁的l位錯誤。經(jīng)過內(nèi)存糾錯，計算機的操作指令才能繼續(xù)。 由于SM卡存在“寫入干擾”，易引起數(shù)據(jù)錯誤，而且該錯誤不能利用寫入Flash狀態(tài)進行檢查。根據(jù)SM卡實驗結果推斷，寫入干擾引發(fā)的錯誤在l頁中(512字節(jié))只有1位出現(xiàn)錯誤。因此認為這類錯誤可利用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(jié)為一組數(shù)據(jù)，加上ECC碼(3字節(jié))，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(jié)一組數(shù)據(jù)為例說明ECC碼的普通算法，前52字節(jié)為輸入數(shù)據(jù)，后面12字節(jié)補零或64字節(jié)參加運算。先將64字節(jié)數(shù)據(jù)排成一列，即最高地址數(shù)據(jù)bit7，bit 6…bit O，然后為次高地址數(shù)據(jù)bit 7，bit 6…bit O，依次根據(jù)地址由高到低，直至最低地址數(shù)據(jù)bit 7，bit 6…bit 0，總共512位。
