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單片機開發糾錯碼在微控制器中至關重要


糾錯碼如何工作,如何影響MCU的完整性?

工程師在數字通信中面臨的一大挑戰是解決傳輸數據中的錯誤。無論是在無線通信領域還是在PCB設計中,都不可避免地會在傳輸通道或內存中出現一些容量錯誤。

錯誤通常以位翻轉的形式出現(1變為0,反之亦然),但是在某些情況下,可以完全刪除位,也可以將新的錯誤位插入數據流。 


一位錯誤的示例。

數字通信中的錯誤通常是由自然現象引起的,例如熱噪聲,電源噪聲,串擾,衰減和其他形式的電磁干擾。隨著這些不可回避的錯誤隨著設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碼(ECC)。 

糾錯碼如何工作?

工程師提出了許多不同的方案,不僅可以檢測錯誤,還可以在接收器端進行糾正,從而使重傳次數最少。

MAX32670的備份模式RAM保留-包括具有和不具有ECCRAM大小。 

ECC的一種非常簡單的類型是蠻力重復。蠻力重復的一個示例是多次發送每個位;假設一次發送了五次,在這樣的示例中,我們的原始消息可能是0101,但實際上是傳輸00000111110000011111

然后,我們的接收方將對每5位組進行多數表決。這樣,即使我們確實有一個單比特翻轉錯誤,我們的接收器也能夠檢測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位現在是20位)以及一組位中大多數錯誤的情況。 

在實踐中,工程師使用更為優雅的解決方案(例如塊糾錯碼和卷積碼)來糾正錯誤。已經開發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保護微控制器 

其最新產品:用于工業,醫療保健和物聯網解決方案的微控制器。Maxim聲稱 MAX32670 “可節省40%的功耗和50%的空間,同時還包括“ ECC保護的存儲器,以延長設備的正常運行時間。

這款新的MCU集成了高達384 KB的閃存和160 KBSRAM,可在整個閃存,RAM和緩存中實現ECC。這樣可在微控制器的整個存儲空間中提供可靠性-這點將非常有價值,尤其是在設備占用空間較小的情況下。

MAX32670的簡化框圖。

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

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。

可靠性關鍵應用中的ECC

MAX32670是實際應用中使用的ECC的一個很好的例子。在工業,醫療保健和物聯網領域,數據可靠性至關重要,這一消息進一步表明了這些領域對可靠性的需求不斷增長

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