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基于多元LDPC码的MLC Nand Flash差错控制技术研究.pdf
文档介绍:
Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University
for the Degree of Master
Research on the MLC Nand Flash Error
Control Technology Based on Nonbinary
LDPC Codes
Candidate: Liu Chunyu
Supervisor: Associate professor Guo Chunsheng
March,2016
万方数据
杭州电子科技大学
学位论文原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得
的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过
的作品或成果。对本章的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。
论文作者签名: 日期: 年月日
学位论文使用授权说明
本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读
学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或
使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,
允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其
它复制手段保存论文。(保密论文在解密后遵守此规定)
论文作者签名: 日期: 年月日
指导教师签名: 日期: 年月日
万方数据
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
数字存储产业属于新兴的高科技产业。以高密度存储技术为代表,Nand Flash 技术的高
速发展已经引起了产业内的多轮革命性更新换代。基于其结构简单、读写速度快、稳定性高、
能耗低等一系列优点,Nand Flash 技术以绝对的优势迅速得到普及并成为存储领域的应用主
流。
随着制造工艺的不断升级,原始的单层单元(Single Level Cell, SLC)存储技术已逐渐发展
到存储密度更大的多层单元(Multi-Level Cell, MLC)存储技术。近几年,Nand Flash 的存储密
度扩展了 2 倍以上。然而存储密度的增加也带来了新的挑战,即错误概率显著增加。随着误
码率的成倍上升,BCH 和 RS 码越来越难以满足 Nand Flash 对差错控制技术的要求。因此,
急需寻找一种纠错能力更加强大的纠错码。低密度奇偶校验(Low Density Parity Check, LDPC)
码有接近香农容限的优良特性,可以应用于 Nand Flash 差错控制领域。
目前,已经有学者对用于 Nand Flash 纠错的二元 LDPC 码进行了研究。但一般情况下,
适用于 Nand Flash 纠错的二元 LDPC 码通常很长,并且纠错性能也没有多元 LDPC 码优越。
多元 LDPC 码有很多优点,但其编码、译码复杂度相对较高,因此,寻找可快速编码的编码
算法和译码性能好且复杂度较低的译码算法尤为重要。本文重点对多元 LDPC 码字的编码、
译码算法展开深入研究,并构造出一类适用于 MLC Nand Flash 差错控制技术的多元 LDPC 码
字。本文组织结构如下:首先,简要介绍 MLC Nand Flash 的结构特点和基本操作;然后阐述
了 LDPC 码的相关理论知识,重点研究多元 LDPC 码编码、译码理论,并采用一种无四环且
可快速编码的码字构造方法构造出一系列适用于 MLC Nand Flash 纠错的高码率且可快速编
码的多元准循环 LDPC(Quasi-Cyclic LDPC, QC LDPC)码字;接着提出一种新的译码算法,即
基于平均幅度和停止准则的加权符号翻转(Average Probability and Stopping Criterion Weighted
Symbol Flipping, APSCWSF)译码算法,其纠错性能良好且运算量较软判决算法低很多。该算
法把与校验节点相关联所有符号节点的平均概率记为权重,获得了更加可靠的翻转函数,提
高符号的翻转效率进而达到改善译码性能的目的。最后,通过系统仿真与分析充分验证所构
造多元 QC LDPC 码字及所提出编码、译码算法应用于 MLC Nand Flash 纠错领域的可行性和
优越性。
关键词:MLC Nand Flash,差错控制,多元 LDPC 码,QC LDPC 码,平均概率,停止准则,
加权符号翻转
I
万方数据
杭州电子科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
Digital storage is an emerging high-tech industry. As the representative of high-density storage
technology, the rapid development of Nand Flash memory technology has caused several rounds of
revolutionary upgrading. With advantages of simple structure, reading and writing speeds, high
stability, energy-efficient, Nand Flash memorys e increasing important and mainstream
applications in storage field.
With the continuous upgrading of manufacturing technology, original single-level cell memory
technology has progressed to multi-level cell memory technology which has greater storage density.
In recent years, storage density has expanded more than twice. However, with the continuously
increasing of storage density, there are also presents new challenges, especially the increasing
probability of error. It is expected that BCH codes and RS codes wi 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.