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单片机开发纠错码在微控制器中至关重要
纠错码如何工作,如何影响MCU的完整性?
工程师在数字通信中面临的一大挑战是解决传输数据中的错误。无论是在无线通信领域还是在PCB设计中,都不可避免地会在传输通道或内存中出现一些容量错误。
错误通常以位翻转的形式出现(1变为0,反之亦然),但是在某些情况下,可以完全删除位,也可以将新的错误位插入数据流。
一位错误的示例。
数字通信中的错误通常是由自然现象引起的,例如热噪声,电源噪声,串扰,衰减和其他形式的电磁干扰。随着这些不可回避的错误随着设备的缩小而越来越普遍,工程师想出了一种处理它们的方法。这些解决方案之一是纠错码(ECC)。
纠错码如何工作?
工程师提出了许多不同的方案,不仅可以检测错误,还可以在接收器端进行纠正,从而使重传次数最少。
MAX32670的备份模式RAM保留-包括具有和不具有ECC的RAM大小。
ECC的一种非常简单的类型是“蛮力重复”。蛮力重复的一个示例是多次发送每个位;假设一次发送了五次,在这样的示例中,我们的原始消息可能是0101,但实际上是传输00000111110000011111。
然后,我们的接收方将对每5位组进行多数表决。这样,即使我们确实有一个单比特翻转错误,我们的接收器也能够检测到它并解码正确的消息。这种方法的明显问题是大量的开销(原来的4位现在是20位)以及一组位中大多数错误的情况。
在实践中,工程师使用更为优雅的解决方案(例如块纠错码和卷积码)来纠正错误。已经开发出诸如汉明码和卷积码的算法以最小化开销并最大化ECC中的可靠性。
Maxim的新型ECC保护微控制器
其最新产品:用于工业,医疗保健和物联网解决方案的微控制器。Maxim声称 MAX32670 “可节省40%的功耗和50%的空间”,同时还包括“ ECC保护的存储器,以延长设备的正常运行时间。”
这款新的MCU集成了高达384 KB的闪存和160 KB的SRAM,可在整个闪存,RAM和缓存中实现ECC。这样可在微控制器的整个存储空间中提供可靠性-这点将非常有价值,尤其是在设备占用空间较小的情况下。
MAX32670的简化框图。
重要的是要注意,所使用的ECC是单错误纠正和双错误检测(SEC-DED)代码。这意味着每个块只能纠正一个错误,如果存在两个以上的错误,这些额外的错误位可能会完全不被注意。
尽管不清楚采用哪种类型的ECC,但很明显,Maxim高度重视MAX32670的可靠性。
可靠性关键应用中的ECC
MAX32670是实际应用中使用的ECC的一个很好的例子。在工业,医疗保健和物联网领域,数据可靠性至关重要,这一消息进一步表明了这些领域对可靠性的需求不断增长