卫彦伉,王大鸣,崔维嘉

(解放军信息工程大学信息系统工程学院,郑州450002)

基于低复杂度编译码的数据流错误纠错方法

卫彦伉,王大鸣,崔维嘉

(解放军信息工程大学信息系统工程学院,郑州450002)

针对单粒子翻转可能带来的数据流错误,设计一种改进的数据流错误纠错方法。利用线性分组码的相关理论,分析常用数据流容错方法的容错能力,从线性分组码的编译码原理出发给出一种低复杂度编译码算法,基于该编码的容错方法能够以较少的开销纠正单粒子翻转造成的单比特数据错误。实验结果表明,该方法能够有效纠正单粒子翻转造成的数据错误,与常用的纠检错方法相比,具有较优的纠错性能和较少的容错开销。

单粒子翻转;数据容错;线性分组码;故障注入;星载计算机;纠错码

1 概述

在太空环境中,星载计算机系统常受到各种辐射现象的影响。当外部环境中的高能粒子辐照和电磁干扰等电子噪声作用于半导体电路时,会诱发半导体电路的瞬态故障,也被称为软错误［1］。由文献［2］可知,单粒子效应大约占半导体电路软错误的50%。单粒子效应中发生频率最高的是单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)现象。单粒子翻转主要发生于存储器件和逻辑电路中,是当高能粒子轰击半导体电路时形成瞬态电流,会导致PN结出现瞬时充放电,从而改变内部逻辑状态,例如从逻辑0变成逻辑1。这种错误会在系统内部传播,引起系统出错、失效甚至更严重的后果。而随着处理器逐步采用深亚微米制造工艺,在性能得到大幅提高的同时,处理器对于引起SEU的各种噪声干扰也变得越来越敏