什么是NAND Flash位翻转？如何解决其带来的启动异常等问题？

位翻转特性。

大家是否遇到过设备运行一段时间后无法开机，程序运行异常，但重烧固件后问题又神奇消失了的情况。如果你使用的存储是NAND Flash，那么或许位翻转现象是你需要关注的重点问题。

NAND Flash工作原理与数据绝缘储存有关，当需要写入数据时施加电压会形成电场，使电子能够穿越绝缘体进入存储单元完成数据写入。当需要删除存储单元的数据时同时也是需要施加电压的，以引导电子穿越绝缘层使其离开存储单元。

然而问题的关键在于什么是位翻转？位翻转是指在NAND Flash存储单元中由于长期使用电压变化、物理效应等因素，存储单元内的电子状态发生意外变化的现象。举个例子，本应储存为0的状态可能被意外变成了1或者反之，这种变化可能导致数据的读取错误，进而引发设备异常运行、启动问题等。

位翻转的出现通常源于漂移效应、频繁对某一区域的读写操作以及存储单元寿命耗尽等原因。要解决这个问题一种很常见的方法是引入ECC校验机制，这个机制能够检验所读取数据的正确性并在一定范围内纠正错误。

为了应对NAND Flash位翻转可能带来启动异常等问题，致远电子M3352核心板提供了有力的解决方案。通过在U-Boot支持8位ECC校验算法，它可以纠正小于8位的位翻转的问题。而对于超过8位的数据位翻转，系统将从备份分区启动并恢复坏区，从而保障系统不会因NAND Flash位翻转而导致启动问题。

如何用SmartPRO 6000纠正NAND Flash烧录过程位反转？

摘要：关于使用烧录器烧录Nand Flash，一直都是很多用户头疼的难点，他们强调已经使用了正确的坏块管理方案，也制定了规范的操作流程，但是烧录的良品率还是无法提高，只能每天眼睁睁看着一盘盘“废品”被烧录器筛选出来!

近日某电子科技有限公司的客户邮件反馈：使用我们的SmartPRO 6000F-Plus烧录MICRON厂家的TSOP48封装的Nand Flash MT29F2G08ABAEA，不良率比较高，甚至达到了10%的烧录不良率，而烧录SAMSUNG厂家的TSOP48封装的K9F1G08U0E这颗芯片就不会有这种状况，由此可以确定烧录器与烧录座本身固件是没有问题的，所以客户怀疑应该是芯片算法有问题，需要我们重新优化下。

烧录器的功能很简单、很专一，那就是把数据完完整整、重复地复制到每一颗芯片上，复制成功了就提示Pass，复制失败了就提示Fail;SmartPRO 6000F-Plus是一台全心专注于高品质、高效率的Flash专用烧录编程器;目前为止，有广泛的、优秀的烧录客户群，软件、硬件和算法都是客户批量生产验证过的，非常成熟。

那问题究竟出在哪里呢，让我们继续看吧!

先友情提醒一下，我们的烧录软件做有一个监控“电子眼”(操作日记)，时刻记录着客户对每颗芯片的烧录情况;客户有任何违规操作或者烧录异常现象，我们都可以迅速重返到“案发现场”，找到问题的根源;

我们第一时间让客户把操作日记发过来，从操作日记上看，客户反馈的现象确实存在，日志也帮助我们很快找到了这种异常：

但是这种现象并不是因为烧录器造成，而是芯片本身存在的工艺差异原因导致的;可能有人就会马上反驳，明显地出现如此高的烧录不良率，编程器原厂就没有任何责任，而是一句话就把问题推到芯片原厂?不要着急，继续往下看。

首先，我们普及一下Nand Flash的一个特性：位反转;Nand Flash由于本身硬件的内在特性，会导致(极其)偶尔的出现位反转的现象。所谓的位反转(bit flip)，指的是原先Nand Flash中的某个位变化了，即要么从1变成0了，要么从0变成1了。而出现这种怪异的现象因素很多，主要是由以下一些原因或者效应所导致的：漂移效应(Drifting Effects)、编程干扰所产生的错误(Program-Disturb Errors)、读操作干扰产生的错误(Read-Disturb Errors);所以芯片原厂都是要求用户使用对应的ECC校验去解决这些位反转问题。

这种偶尔随机出现的位反转现象，对使用烧录器烧录Nand Flash的用户确实带来了头痛的麻烦，因为只要对芯片完成烧录之后，紧接着进行校验处理，若校验数据与源数据不同，烧录器立马就会提示报错，造成的直接后果就是不良品率一直居高不下;拿我们客户的案例分析，打开芯片数据手册查询到：MT29F2G08ABAEAWP需求ECC纠错算法：Minimum required ECC，4-bit ECC per 528 bytes;K9F1G08U0E需求ECC纠错算法：ECC regnirement，1 bit / 528bytes。所以这两个都有一定的概率出现位反转现象，而MT29F2G08ABAEAWP不良率较高，是因为MT29F2G08ABAEAWP出现偶尔随机的位反转的概率比K9F1G08U0E高好几倍。

对于专业的烧录厂家，对位反转现象当然也有专业的处理办法，今天就介绍一下我们SmartPRO 6000F-Plus特殊处理位反转的办法：“允许容错位”。

在对芯片作校验的时候，如果出现的位翻转的位数少于或者等于在“允许容错位”设置的数值，则烧录器认为校验正常，提示烧录成功;当然，用户设置的数值也必须是在自己使用的ECC计算方案纠正位数之内。提高烧录良品率，只需在烧录器上设置一个数值即可解决;后来客户反馈烧录一切正常，良品率也大大提高了，甚至几乎达到了100%，解决了大批量生产上的问题!

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