高速缓存的BCH纠检错方案：抗辐射微处理器多位翻转故障应对策略

本文主要探讨了"基于BCH算法的高速缓存纠检错方案研究"这一主题，针对抗辐射微处理器特别是高速缓存中因单粒子效应可能导致的多位翻转故障问题，提出了一种创新的设计策略。研究者以LEON2处理器作为实验平台，针对指令缓存和数据缓存的标记存储器和数据存储器，设计了并行的BCH编码器和译码器。BCH（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）码是一种高效的纠错编码技术，它能检测并纠正一定的错误位数，本文设计实现了高达4位的错误检测能力。 方案的核心在于利用存储层次结构的特性，当检测到多位错误时，通过智能的错误处理机制来避免或修复这些故障，从而确保系统的正常运行。通过在LEON2处理器上的仿真验证，研究结果表明，这个方案对于高速缓存中的单粒子效应引起的多位错误具有很好的应对能力，同时，方案在资源消耗和性能损耗方面保持了较低的水平，这对于未来纳米级微处理器的容错设计具有重要的实践价值。 本文的研究成果对于提高微处理器的抗辐射能力和可靠性具有重要意义，尤其是在空间应用和高能环境下，单粒子效应的影响更为显著。通过引入BCH算法，可以增强系统的鲁棒性，减少由于缓存错误导致的数据丢失或系统崩溃的风险。此外，文中还强调了并行设计的优势，这有助于提升纠错过程的速度和效率，使得系统能够在高频率和高负载下稳定运行。 关键词：BCH码、单粒子效应、并行、高速缓存、检错。该研究不仅为微电子学与计算机领域的研究人员提供了新的思路和技术手段，也为实际应用中的硬件设计和容错策略优化提供了有价值的数据支持。这项工作对推动微处理器的可靠性提升和纳米级技术的发展具有积极的推动作用。