糾錯(cuò)碼如何工作，如何影響MCU的完整性？

工程師在數(shù)字通信中面臨的一大挑戰(zhàn)是解決傳輸數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。無論是在無線通信領(lǐng)域還是在PCB設(shè)計(jì)中，都不可避免地會(huì)在傳輸通道或內(nèi)存中出現(xiàn)一些容量錯(cuò)誤。

錯(cuò)誤通常以位翻轉(zhuǎn)的形式出現(xiàn)（1變?yōu)?，反之亦然），但是在某些情況下，可以完全刪除位，也可以將新的錯(cuò)誤位插入數(shù)據(jù)流。

一位錯(cuò)誤的示例。

數(shù)字通信中的錯(cuò)誤通常是由自然現(xiàn)象引起的，例如熱噪聲，電源噪聲，串?dāng)_，衰減和其他形式的電磁干擾。隨著這些不可回避的錯(cuò)誤隨著設(shè)備的縮小而越來越普遍，工程師想出了一種處理它們的方法。這些解決方案之一是糾錯(cuò)碼（ECC）。

糾錯(cuò)碼如何工作？

工程師提出了許多不同的方案，不僅可以檢測(cè)錯(cuò)誤，還可以在接收器端進(jìn)行糾正，從而使重傳次數(shù)最少。

MAX32670的備份模式RAM保留-包括具有和不具有ECC的RAM大小。

ECC的一種非常簡(jiǎn)單的類型是“蠻力重復(fù)”。蠻力重復(fù)的一個(gè)示例是多次發(fā)送每個(gè)位；假設(shè)一次發(fā)送了五次，在這樣的示例中，我們的原始消息可能是0101，但實(shí)際上是傳輸00000111110000011111。

然后，我們的接收方將對(duì)每5位組進(jìn)行多數(shù)表決。這樣，即使我們確實(shí)有一個(gè)單比特翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤，我們的接收器也能夠檢測(cè)到它并解碼正確的消息。這種方法的明顯問題是大量的開銷（原來的4位現(xiàn)在是20位）以及一組位中大多數(shù)錯(cuò)誤的情況。

在實(shí)踐中，工程師使用更為優(yōu)雅的解決方案（例如塊糾錯(cuò)碼和卷積碼）來糾正錯(cuò)誤。已經(jīng)開發(fā)出諸如漢明碼和卷積碼的算法以最小化開銷并最大化ECC中的可靠性。

Maxim的新型ECC保護(hù)微控制器

其最新產(chǎn)品：用于工業(yè)，醫(yī)療保健和物聯(lián)網(wǎng)解決方案的微控制器。Maxim聲稱 MAX32670 “可節(jié)省40％的功耗和50％的空間”，同時(shí)還包括“ ECC保護(hù)的存儲(chǔ)器，以延長(zhǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)間。”

這款新的MCU集成了高達(dá)384 KB的閃存和160 KB的SRAM，可在整個(gè)閃存，RAM和緩存中實(shí)現(xiàn)ECC。這樣可在微控制器的整個(gè)存儲(chǔ)空間中提供可靠性-這點(diǎn)將非常有價(jià)值，尤其是在設(shè)備占用空間較小的情況下。

MAX32670的簡(jiǎn)化框圖。

重要的是要注意，所使用的ECC是單錯(cuò)誤糾正和雙錯(cuò)誤檢測(cè)（SEC-DED）代碼。這意味著每個(gè)塊只能糾正一個(gè)錯(cuò)誤，如果存在兩個(gè)以上的錯(cuò)誤，這些額外的錯(cuò)誤位可能會(huì)完全不被注意。

盡管不清楚采用哪種類型的ECC，但很明顯，Maxim高度重視MAX32670的可靠性。

可靠性關(guān)鍵應(yīng)用中的ECC

MAX32670是實(shí)際應(yīng)用中使用的ECC的一個(gè)很好的例子。在工業(yè)，醫(yī)療保健和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)可靠性至關(guān)重要，這一消息進(jìn)一步表明了這些領(lǐng)域?qū)煽啃缘男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)
編輯：hfy