艾恩凝

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简介

上层软件工作做多了，硬件方面的知识都不怎么学习了解了，本文学习了解ECC

ECC是什么

全称：Error Correcting Code，纠错校验码

核心作用：自动发现数据出错，还能自己修正错误，防止数据损坏、死机、文件丢包

错误检查

如果想要检测一组数据是否发生了错误，最简单的方法是 相同数据发送三次，如果其实有1bit出问题，通过对比数据就可以发现问题

如果同时发生两个bit翻转，那么就会把错误的数据，当成正确的

这个概率很低了， 这种方式最致命的不是纠错，而是带宽，如果要传输数据，有效的数据只有总量的三分之一，三分之二的数据都是纠错码，由此纠错码来了

奇偶校验

我们知道，数据都是二进制，只有0和1，我们通过在数据的开头增加一位纠错码

数出数据中1的个数，如果1的个数是偶数，那么纠错码就置为0，在所有数据中，使1的个数为偶数

如果数据中1的个数为奇数，那么纠错码就置为1，使所有数据保持1的个数为偶数

当接收方收到数据以后，如果数据中1的个数为偶数，数据就是正确的，如果1的个数为奇数，那么数据就是错的，需要重新传输一遍。

还有一种可能，如果纠错码发生了比特翻转，其实纠错码的作用是保证整个数据1的个数为偶数，纠错码不仅保护了数据，也保护了她自己本身，纠错码出错，1的个数的奇偶性也就变了，如下图，1的个数为奇数，所以数据错了。

奇偶校验不是用一个数据保护其他数据，而是通过一个数据改变整组数据的奇偶性，纠错码本身就存在这组数据中，但是这种方法存在一个问题，当数据错误后，需要发送方重新发送数据，会造成延迟，同时如果数据同时发生了多位比特翻转，单纯的奇偶性无法错处理两位比特翻转的数据错误，由此汉明码出现了

汉明码

汉明码是经典的线性分组纠错码，由理查德・汉明发明，也是ECC 纠错码里最基础、最常用的一种，主打检测 + 纠正 1 位错误、检测 2 位错误，目前大多数ecc内存使用的纠错码就是汉明码，用很少的纠错码对大量的数据进行错误的查找和纠正

接下来我们使用16bit的数据进行说明，为了方便理解，我们把他排列成4*4的数据矩阵

为了找到错误的数据，我们需要把这组4*4的数据分成几组，从交集中确认错误的数据位置在哪，一般来说，如果想要定位错误的数据，最常用的方法就是二分法，只对一半的数据检测，如果没有错误，则在另一半有错误数据，比如我们可以使用下图位置不作为原始数据，作为奇偶校验位，并且对右半边的位置进行奇偶校验

如果，右半边是正确的，那么错误就在左半边，我们还需要对错误进一步缩小范围，我们使用下图，位置作为校验位，并对二四列进行奇偶校验

这样你就会发现，通过这两组校验，就能知道哪一列的数据出错了

1. 三四列数据校验通过，二四列数据校验通过， 错误在第一列
2. 三四列数据校验通过，二四列数据校验不通过，错误在第二列
3. 三四列数据校验不通过，二四列数据校验通过，错误在第三列
4. 三四列数据校验不通过，二四列数据校验不通过，错误在第四例

这个时候，你会发现，错误数据的列确定了，那么同理，确定行的错误也是这样

一旦确定行和列的错误位置，通过交集就能锁定错误数据的位置信息，现在有一个新问题，我们是假设这些数据中有错误，但是我们并不知道数据里是否有错误，我们用左上角的位置，对全部数据进行奇偶校验，这样我们就可以知道所有数据是不是有错误

当然上面说的都是一个数据位发生了错误，如果有两个错误呢，其实我们可以通过确定行列的位置寻找错误数据位，并和全部数据进行校验就可以确定是不是有两位错误数据了，如果冲突就代表有两个数据位信息错了，那么就需要重新传输数据了，如果数据错误超过3位及以上，汉明码是不能够解决的

    

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    吾心信其可行，
          则移山填海之难，
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