利用FPGA实现模式可变的卫星数据存储器纠错系统

汉明码，每1MB有效内存需要实际物理内存1.375MB。而采用TMR方案则需要3MB实现物理内容。

从系统的纠错可靠性角度考虑，首先假定内存的单粒子翻转事件（SEU）所发生的物理地址[3]和时间都是均匀分布的。设每一比特内存单元在单位时间内发生单粒子翻转的概率为σ。则每m比特内存结构中v比特发生SEU的概率为：

采用（22，16）汉明码方案后，可以纠正每22比特内存行单元中的单比特错误。对于一行22比特编码记录，不发生SEU以及只有一比特发生SEU的概率和，即为该行内存单元的可靠性。因此，每22比特的行汉明码内存单元可靠性为：

每22比特行单元的有效容量是16位，即2个字节。故对于有效大小为N字节的汉明码内存系统，由N/2个行单元构成。其可靠性为：

而对于采用TMR的一行3比特的内存结构，可靠性为：

对于一个有效大小为N字节的TMR内存系统，由8N个3比特结构组成，可靠性为：

在实际航天应用中[3]，通常10 -9>σ10 10bit-1·s -1。取N=4×10 6(即4兆字节)，表1给出了σ取不同值时差错率（1-σ）的近似计算结果。其中差错率之经τ=(1-ρham)/(1-ρTMR)。

表1 实用参数下汉明码与TMR差率的近似比较

σ 1×10 -10 2×10 -10 5×10 -10 1×10 -9 1-ham 4.6×10 -12 1.8×10 -11 1.2×10 -10 4.6×10 -10 1-TMR 9.6×10 -13 3.8×10 -12 2.4×10 -11 9.6×10 -11 τ 5 5 5 5

计算结果表明，在前述参数范围内，汉明码纠错的差错率约是TMR的5倍。而且，两种系统的差错率都与σ的平方近似成正比。可见即使采取内存纠错，设法降低σ仍是根据提高系统可靠性的主要措施。

系统的时序性能是考虑的另一个关键因素。尤其是在高达几十兆赫的内存总线上，编解码运算较为繁琐的汉明码方案有着相当的局限

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