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，而且軟件錯誤會不可避免地發(fā)生在用法中。個別發(fā)表過的論文已經(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，許多應(yīng)用要求誤碼率，或許好過那些有傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動器規(guī)定的誤碼率。MLC通常有1E-15的誤碼率。幸運的是，這個SLCNAND里軟件錯誤機(jī)制是容易理解和容易能用一個健全的ECC（錯誤檢查和糾正）技術(shù)來補(bǔ)償。在這篇論文中，我們將會提供一個關(guān)于CactusSD卡產(chǎn)品誤碼率的簡要分析，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)動器的誤碼率。2、問題比特“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：·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，編程干擾就會發(fā)生。這無意暴光高壓的結(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，閱讀打擾就會發(fā)生。這樣的結(jié)果是受影響的單元出現(xiàn)些微的編程。因為在閱讀操作中出現(xiàn)過低的電壓，閱讀干擾的影響將比那些編程干擾弱得多。電荷泄露發(fā)生時因為被儲存的電荷在浮柵的閃光單元講會慢慢地隨著時間的推移而漏出，從而導(dǎo)致一個編程單元漸漸成為未列入編程部分。幸運的是，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“恢復(fù)”。因此，克服軟件錯誤是由這些比特“干擾”造成的，一切被要求的是一個充分強(qiáng)大、被設(shè)計成誤差特征閃光媒體？的ECC（錯誤檢查和糾正）技術(shù)。3、誤碼速率分析Catus技術(shù)SD卡雇用一個ReedSlomon（里德所羅門）密碼ECC（錯誤檢查和糾正）技術(shù)，是一個能夠糾正4個象征錯誤超過528個字節(jié)的ECC技術(shù)。一個簡單的數(shù)學(xué)分析將會顯示這個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:塊大小的符號表示為＃t:＃符號的更正Papp:最終的應(yīng)用誤碼率Pfail(n,i):n個符號中i個錯誤的概率在ECC應(yīng)用后的一個不可糾正的錯誤可能性等于t+1個錯誤總和的可能性。Papp=這個總和可以近似為最大項，這是精確接收t+1個錯誤的可能性（因為其他的所有項的可能性至少小于Praw）。因此，最終的應(yīng)用比特錯誤率可以近似為：Papp其中nt+1如果我們用t的各種值來繪制這個方程，就得出類似下面的一副圖：注意，當(dāng)上述圖中是用BCH碼時，里德所羅門碼和BCH碼在此應(yīng)用上的差異是很小的，因為里德所羅門在數(shù)學(xué)上是一個特殊的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：誤差修正設(shè)計水平比特錯誤率的典型應(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，從理論上計算，我們已經(jīng)提出和假設(shè)第2部分中的3個基本軟件錯誤機(jī)制是錯誤的主要來源，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)動器中能帶來的比特錯率水平更多。美光公司的數(shù)據(jù)顯示：實際的NAND閃存器件有可能有其他的缺錢來源而不是我們在第2部分描述的那3種可能來源，他代表了一個比特錯誤率中可獲得的改進(jìn)的限制。但是，即時有了美光科技公司提供的實際測量數(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：對于SCLNAND閃存，t=1或者t=2的錯誤檢查和糾正比硬盤驅(qū)動器等能夠充分的提高最終的比特錯誤率。4.總結(jié)因此，我們可以安全的得出注意一個結(jié)論：仙人掌科技的SD卡可以更好的實現(xiàn)應(yīng)用1E-15的比特誤碼率?；贑8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(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)議棧的實現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(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)運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實現(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)的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(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)的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測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)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(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)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實現(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)的時控和計數(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)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(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)計與實現(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)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(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)實驗中的應(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)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(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-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測系統(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)計基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機(jī)的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)HYPERL