面向閃存系統(tǒng)的LDPC糾錯(cuò)碼技術(shù)研究.pdf

1、閃存（Flash memory）系統(tǒng)在使用過程中會(huì)不可避免地受到各種干擾而產(chǎn)生誤碼，因此通常需要引入糾錯(cuò)碼（ErrorCorrecting Code，ECC）來保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性。LDPC碼（LowDensityParity-Check Code）是一種線性分組糾錯(cuò)碼，因?yàn)槠渚哂薪咏戕r(nóng)限的糾錯(cuò)性能在通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是LDPC碼譯碼復(fù)雜度高，譯碼過程消耗時(shí)間長，限制了其在閃存系統(tǒng)中的應(yīng)用。
　　本文針對(duì)上述實(shí)際問題，研

2、究了閃存系統(tǒng)的物理特性和LDPC碼的基本理論，在此基礎(chǔ)上提出了以較小代價(jià)獲取較高精度軟信息的方法，以提高LDPC譯碼器的性能，并將該優(yōu)化方法從二進(jìn)制LDPC碼擴(kuò)展至多進(jìn)制LDPC碼。本文的主要研究內(nèi)容和取得的成果如下：
　　1、LDPC碼原理研究與參數(shù)設(shè)計(jì)。LDPC碼的幾個(gè)主要模塊：矩陣構(gòu)造算法，編碼算法以及譯碼算法，都有多種不同的算法實(shí)現(xiàn)方式。閃存系統(tǒng)有其特殊的物理特性，對(duì)糾錯(cuò)碼的各項(xiàng)參數(shù)都有限制，比如固定頁寬度、超高碼率等。本

3、文在完成LDPC碼的原理研究和MATLAB仿真的基礎(chǔ)上，對(duì)已有算法進(jìn)行調(diào)整，重新選擇編碼的各項(xiàng)參數(shù)，設(shè)計(jì)符合閃存系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的編碼方案。
　　2、提出了基于閃存錯(cuò)誤特征的聯(lián)合譯碼策略。LDPC碼譯碼器的迭代效率受軟信息精度影響，而以往閃存系統(tǒng)糾錯(cuò)方案中獲取軟信息的時(shí)間、空間代價(jià)過大。本文在對(duì)閃存系統(tǒng)駐留錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)的過程中，發(fā)現(xiàn)MLC閃存的存儲(chǔ)單元中駐留錯(cuò)誤引起的位跳變存在一定的規(guī)律。根據(jù)這種規(guī)律，可以在原始錯(cuò)誤率的基礎(chǔ)上計(jì)算

4、位錯(cuò)誤率，提高軟信息精度，加快LDPC碼譯碼的迭代收斂速度，即減少譯碼時(shí)間消耗，同時(shí)增強(qiáng)糾錯(cuò)能力。進(jìn)行了二進(jìn)制LDPC碼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該優(yōu)化策略能夠顯著提高二進(jìn)制LDPC碼的時(shí)間效率和糾錯(cuò)能力。
　　3、研究了面向閃存系統(tǒng)的多進(jìn)制LDPC碼。多進(jìn)制LDPC碼是二進(jìn)制LDPC碼在高階有限域GF(q)的擴(kuò)展，其已經(jīng)被證明具有比二進(jìn)制LDPC碼更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，但多進(jìn)制LDPC碼的譯碼復(fù)雜度比二進(jìn)制LDPC碼更高。本文研究了多進(jìn)制校驗(yàn)