Parity(奇偶校验)和ECC（错误检查和纠正）

Parity(奇偶校验)

1、什么是parity？

奇偶校验是一种数据校验机制，用于判断数据在存储过程中是否发生了比特位错误。常用于存储结构中，如RAM。存储结构的最小单元为“字节”，即Byte。每个字节含有8比特，另外增加1比特作为校验位。如下图（1）所示，校验位为所以比特位异或产生，即当8比特有奇数个1时，校验位为1，当有偶数个1时校验位为0。

存储数据时，会对8比特数据进行异或运算得到校验位y0，并且随8比特数据一块存到RAM中。

当读取存储数据时，会对读出的8比特数据进行异或运算得到新的校验位y1，并与校验位y0进行对比，如果y1和y0不一致，则表示数据存取不一致，出现错误。

 

校验位：         y=x₀^x₁^x₂^x₃^x₄^x₅^x₆^x₇

2、parity有什么特点：

优点：

结构简单，只需异或计算就可以实现，数据量小时（8比特）实现代价小。

缺点：

1、不能修正错误：只知道8比特中有部分比特发生错误，无法判断哪几个比特发送错误。

2、有偶数个比特位时，无法判断出错。如下图所示，x5和x2均发生变化时，校验位仍未1，无法检测出错误。

3、数据位宽较大时实现代价大：如1024比特数据，需要256bit的校验位。

 

X7

X6

X5

X4

X3

X2

X1

X0

y

 

1

0

1

1

0

1

1

0

1

 

1

0

0

1

0

0

1

0

1

 

 

ECC（错误检查和纠正）

 

1、什么是ECC

通过上面的分析我们知道Parity机制是通过在原来数据位的基础上增加一个数据位来检查当前8位数据的正确性，随着数据位每增加8比特，检验位需要增加1比特。当数据量为256字节时，需要256个比特位，并且出错的数据无法恢复。由此，一种存储检错纠错机制出现了，这就是ECC。ECC同样通过增加校验位来进行错误判断，但是能够进行错误纠正。

2、ECC有什么特点：

优点：

1）：大量数据位实现代价低：8比特数据需要5个校验位，256字节（256*8比特）的数据值需要5个列校验位和11行校验位

2）能够纠正错误：在内存中ECC能够容许错误，并可以将错误更正，使系统得以持续正常的操作，不致因错误而中断

缺点：

1）：只能修复1比特错误

当数据只有单比特错误时，ECC能够进行错误修复；超过2比特的数据错误，将无法修复，ECC只能输出多比特错误信号。

2）：不保证能检测超过2比特的错误

超过2比特的错误不一定能检测出来

 3、ECC是如何实现的：

 

实现细节

为什么能够单比特纠错

为什么不能纠正两比特的数据

为什么不能保证检测出多比特数据？

https://blog.csdn.net/qq_30866297/article/details/52104197--ECC原理

https://blog.csdn.net/nhczp/article/details/1700031

 

Parity与ECC的应用场景

 

在IC设计中RAM模块输出信号有Parity信号和ECC信号。

parity 信号表示RAM中写入的数据data_in跟读出的数据是否一致。

ECC负责纠错，能够修正1bit的数据。

Parity是同一个data所有比特的异或，在data_in写入的时候进行异或计算得到parity_in，同时写入到RAM中，读出data的得到data_out，对data_out进行异或计算得到parity_out，若parity_out与parity_in不相等，则表示数据有错误

 

 

https://blog.csdn.net/ysmz4/article/details/9309287

https://blog.csdn.net/nhczp/article/details/1700031