Bit-Error-Rate-Analysis-of-Cactus-Technologies-SD-Card-Products卡產(chǎn)品的比特誤碼速率分析外文翻譯

BitErrorRateAnalysisofCactusTechnologiesSDCardProducts1.IntroductionCactusTechnologiesproductsarebuiltusingonlythehighestqualitySLC(SingleLevelCell)NANDflashdevices.However,similartoharddiskmedia,NANDflashmediaisnotperfectandsofterrorswillinevitablyoccurduringusage.VariouspublishedpapershaveshownthattherawBER(BitErrorRate)ofSLCNANDisintherangeof1E-9to1E-11.WhilethisisquitegoodandsignificantlybetterthanthatofMLC(MultiLevelCell)NAND,manypplicationsrequireBERsthatareonparwith,orbetterthanthoseprovidedbytraditionalharddiskdrives,whichtypicallyhasBERsintherangeof1E-15.Fortunately,thesofterrormechanismsinSLCNANDarewellunderstoodandcanbeeasilycompensatedforwiththeuseofarobustECC.Inthispaper,wewillprovideabriefanalysisoftheBERofCactusSDCardproductsandshowhowthestrongbuilt-inECCinthecontrollerisabletoprovidetypicalapplicationBERsthatcanmatchorevensurpassthatoftypicalharddiskdrives.2.TheProblemBit'disturb'phenomenaisinherenttotheNANDCactusTechnologiesLimitedasharchitecture.Therearethreebasiccausesofsuchbit'disturbs':●Programdisturb●Readdisturb●ChargeleakageProgramdisturboccurswhenunselectedcellsareexposedtohighvoltageswhenneighboringcellsarebeingprogrammed.Theresultofthisinadvertentexposuretohighvoltagesisthattheaffectedcellappearsslightlyprogrammed.Readdisturboccurswhenunselectedcellsareexposedtonormaloperatingvoltageswhenneighboringcellsarebeingread.Theresultofthisistheaffectedcellappearsslightlyprogrammed.Duetothemuchlowervoltagesusedduringreadoperations,readdisturbeffectsaremuchweakerthanthoseofprogramdisturb.Chargeleakageoccursbecausethestoredchargeonthefloatinggateoftheflashcellwillslowlyleakawayovertime,thuscausingaprogrammedcelltograduallybecomeunprogrammed.Fortunately,allthreetypesofdisturbmechanismdescribedabovearenotpermanentandtheaffectedcellsare'restored'oncetheblockiserased.Therefore,toovercomethesofterrorsthatarecausedbythesebit'disturbs',allthatisrequiredisasufficientlypowerfulECCthatisdesignedfortheerrorcharacteristicsoftheflashmedia.3.BERAnalysisCactusTechnologiesSDCardsemployaReedSolomoncodeECCcapableofcorrecting4symbolerrorsovera528byteblock.AsimplemathematicalanalysiswillshowtheimprovementinBERthatthisECCprovides.Inthefollowinganalysis,thevariablesare:Praw:rawbiterrorraten:blocksizeexpressedas#ofsymbolst:#ofcorrectablesymbolsPapp:finalapplicationbiterrorratePfail(n,i):probabilityofierrorsinnsymbolsTheprobabilityofanuncorrectableerrorafterECCisappliedisequaltothesumoftheprobabilitiesofatleastt+1errors.i.e.Papp=Thissumcanbeapproximatedbythelargestterm,whichistheprobabilityofreceivingexactlyt+1errors(sincealltheothertermsareatleastPrawlessinprobability).Thus,thefinalapplicationbiterrorratecanbeapproximatedby:Pappwherent+1Ifweplotthisequationusingvariousvaluesoft,weendupwithagraphsimilartothefollowing:NotethatwhilethegraphaboveisforBCHcodes,thedifferencebetweenReedSolomoncodesandBCHcodesinthisapplicationissmall,asReedSolomoncodesaremathematicallyaspecialsubsetofBCHcodes.ThisisevidentinthefollowingdatapresentedbyMicronCorporation:DesignedErrorCorrectionLevelTypicalApplicationBitErrorRatesRead-SolomonBinaryBCHt=12.34e-152.34e-15t=27.69e-157.73e-15t=43.41e-153.47e-15t=63.59e-153.72e-15t=83.09e-153.28e-15Itcanbenotedthatfromthetheoreticalcalculationthatwehavepresentedandassumingthe3basicsofterrormechanismsinsection2arethemainsourceoferrors,thattheReedSolomonECCcodeinuseinCactusSDCardproductsismorethansufficienttobringtheapplicationBERtolevelscomparabletothoseinharddiskdrives.TheMicrondatashowsthatinactualNANDflashdevices,thereareprobablyothersourcesofdefectsotherthanthe3thatwedescribedinsection2,whichpresentsalimittotheachievableimprovementinBERs.Nonetheless,evenwithactualmeasureddataaspresentedbyMicron,thet=4ReedSolomoncodeisstillabletoachieveafinalBERbetterthan1E-15.MostpaperspresentedinthetechnicalmediahasshownthatforSLCNANDflash,at=1ort=2ECCismorethansufficienttoprovideafinalBERcomparabletoharddiskdrives.4.concludionWecantherefore,safelyconcludethatCactusTechnologiesSDCardscanachieveanapplicationBERof1E-15orbetter.CactusSD卡產(chǎn)品的比特誤碼速率分析1、介紹單元測(cè)試原理技術(shù)的產(chǎn)品只建立在使用高質(zhì)量的SLC（單層單元）NAND（非易失）技術(shù)的設(shè)備上。但是，它與磁盤媒體相類似。NAND技術(shù)是不完善的，而且軟件錯(cuò)誤會(huì)不可避免地發(fā)生在用法中。個(gè)別發(fā)表過(guò)的論文已經(jīng)顯示了SLCNAND技術(shù)的比特誤碼速率在1E-9到1E-11的范圍內(nèi)。而比起MLC（多層式儲(chǔ)存單元）技術(shù)的誤碼率，這是相當(dāng)好且明顯更好的，在數(shù)值相同時(shí)，許多應(yīng)用要求誤碼率，或許好過(guò)那些有傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動(dòng)器規(guī)定的誤碼率。MLC通常有1E-15的誤碼率。幸運(yùn)的是，這個(gè)SLCNAND里軟件錯(cuò)誤機(jī)制是容易理解和容易能用一個(gè)健全的ECC（錯(cuò)誤檢查和糾正）技術(shù)來(lái)補(bǔ)償。在這篇論文中，我們將會(huì)提供一個(gè)關(guān)于CactusSD卡產(chǎn)品誤碼率的簡(jiǎn)要分析，和展示ECC技術(shù)在控制中如何強(qiáng)壯地建立才能提供能夠匹配的典型的應(yīng)用誤碼率，甚至是超越典型的硬盤驅(qū)動(dòng)器的誤碼率。2、問(wèn)題比特“干擾”現(xiàn)象固有NAND技術(shù)被灰色的體系機(jī)構(gòu)所限制。比特“干擾”現(xiàn)象的基本成因包括以下三個(gè)：·編程干擾·閱讀干擾·電荷泄露當(dāng)鄰近的單元正在被編排，未選中的單元被暴露在高壓下時(shí)，編程干擾就會(huì)發(fā)生。這無(wú)意暴光高壓的結(jié)果是受影響的單元出現(xiàn)些微的編程。當(dāng)鄰近的單元被讀，未選中的單元被暴露在正常操作的電壓時(shí)，閱讀打擾就會(huì)發(fā)生。這樣的結(jié)果是受影響的單元出現(xiàn)些微的編程。因?yàn)樵陂喿x操作中出現(xiàn)過(guò)低的電壓，閱讀干擾的影響將比那些編程干擾弱得多。電荷泄露發(fā)生時(shí)因?yàn)楸粌?chǔ)存的電荷在浮柵的閃光單元講會(huì)慢慢地隨著時(shí)間的推移而漏出，從而導(dǎo)致一個(gè)編程單元漸漸成為未列入編程部分。幸運(yùn)的是，三種干擾機(jī)制的類型以上描述的不是永久的，而且受影響的單元一旦一塊被抹去就會(huì)“恢復(fù)”。因此，克服軟件錯(cuò)誤是由這些比特“干擾”造成的，一切被要求的是一個(gè)充分強(qiáng)大、被設(shè)計(jì)成誤差特征閃光媒體？的ECC（錯(cuò)誤檢查和糾正）技術(shù)。3、誤碼速率分析Catus技術(shù)SD卡雇用一個(gè)ReedSlomon（里德所羅門）密碼ECC（錯(cuò)誤檢查和糾正）技術(shù)，是一個(gè)能夠糾正4個(gè)象征錯(cuò)誤超過(guò)528個(gè)字節(jié)的ECC技術(shù)。一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)分析將會(huì)顯示這個(gè)ECC技術(shù)在誤碼率中提供的重要性。在以下的分析中，變量是：Praw:原比特誤碼率n:塊大小的符號(hào)表示為＃t:＃符號(hào)的更正Papp:最終的應(yīng)用誤碼率Pfail(n,i):n個(gè)符號(hào)中i個(gè)錯(cuò)誤的概率在ECC應(yīng)用后的一個(gè)不可糾正的錯(cuò)誤可能性等于t+1個(gè)錯(cuò)誤總和的可能性。Papp=這個(gè)總和可以近似為最大項(xiàng)，這是精確接收t+1個(gè)錯(cuò)誤的可能性（因?yàn)槠渌乃许?xiàng)的可能性至少小于Praw）。因此，最終的應(yīng)用比特錯(cuò)誤率可以近似為：Papp其中nt+1如果我們用t的各種值來(lái)繪制這個(gè)方程，就得出類似下面的一副圖：注意，當(dāng)上述圖中是用BCH碼時(shí)，里德所羅門碼和BCH碼在此應(yīng)用上的差異是很小的，因?yàn)槔锏滤_門在數(shù)學(xué)上是一個(gè)特殊的BCH碼.下表是由美光公司提供數(shù)據(jù)明顯可以證明這一點(diǎn)：誤差修正設(shè)計(jì)水平比特錯(cuò)誤率的典型應(yīng)用里德所羅門碼BCH碼t=12.34e-152.34e-15t=27.69e-157.73e-15t=43.41e-153.47e-15t=63.59e-153.72e-15t=83.09e-153.28e-15可以說(shuō)，從理論上計(jì)算，我們已經(jīng)提出和假設(shè)第2部分中的3個(gè)基本軟件錯(cuò)誤機(jī)制是錯(cuò)誤的主要來(lái)源，因此里德所羅門ECC碼在SD卡產(chǎn)品中的使用比在硬盤驅(qū)動(dòng)器中能帶來(lái)的比特錯(cuò)率水平更多。美光公司的數(shù)據(jù)顯示：實(shí)際的NAND閃存器件有可能有其他的缺錢來(lái)源而不是我們?cè)诘?部分描述的那3種可能來(lái)源，他代表了一個(gè)比特錯(cuò)誤率中可獲得的改進(jìn)的限制。但是，即時(shí)有了美光科技公司提供的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，T=4里德所羅門碼仍然能夠比1E-15取得更好的最后誤碼率。大多數(shù)在技術(shù)刊物上發(fā)表的論文都顯示：對(duì)于SCLNAND閃存，t=1或者t=2的錯(cuò)誤檢查和糾正比硬盤驅(qū)動(dòng)器等能夠充分的提高最終的比特錯(cuò)誤率。4.總結(jié)因此，我們可以安全的得出注意一個(gè)結(jié)論：仙人掌科技的SD卡可以更好的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用1E-15的比特誤碼率。基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的流量控制器的開(kāi)發(fā)基于MSP430單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計(jì)基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放功能的嵌入式電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的氨分解率檢測(cè)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)HYPERL