Alternative error prevention scheme for non-volatile memories

Abstract

Flashminne er et vanlig dataminne brukt i en rekke enheter som bruker elektrisk ladning til å lagre data. Denne ladningen kan lekke og foråsake en bit-flip feil. Tradisjonelt har metoder som feilkorrigeringskoder (ECC) blitt brukt til å redusere disse feilene.

Følgende avhandling gir et alternativ til den konvensjonelle ECC-metoden for å finne og redusere forekommelsen av disse feilene. Ved å måle, lagre og evaluere den elektriske ladningen over tid kan denne lekkasjen detekteres og forhindres før det forplanter seg til en feil.

For å utvikle og teste det foreslåtte systemet har en simulator for flash blitt utviklet. Simulatoren bruker statiske egenskaper som er samlet fra tidligere arbeider til å simulere en fordeling av flash cellene. Forskjellige feilmoduser er introdusert i distribusjonen.

Det foreslåtte systemet har blitt utviklet mot x86 plattformen som et bevis på konseptet, hvor en port til AVR32 arkitekturen er tatt i betraktning. Systemet har blitt evaluert med simulatoren, med et fungerende system som resultat. Det foreslåtte systemet klarer å finne, følge og reprogrammere celler med en lekkasje som går mot en feil.

Flash memory is a common memory used in a variety of devices, using an electric charge to store data. This electric charge can leak and cause an error in the form of a bit-flip. Traditionally methods such as Error Correction Codes (ECC) has been used to mitigate these errors.

The following thesis presents an alternative to the conventional ECC method to find and reduce these errors. By measuring, storing, and evaluating the electrical charge over time, leakage can be detected and prevented before the error propagates into a failure.

To develop and test the proposed system, a simulator for flash has been developed. The simulator uses statistical properties collected from previous work to simulate a flash cell distribution with various error modes introduced.

The proposed error prevention system has been developed on the x86 platform as a proof of concept, with a port to AVR32 in mind. The system has been evaluated against the simulator, resulting in a functioning system. The proposed system manages to find, track, and reprogram cells with a leakage trending towards failure.