【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态非易失性存储器领域，具体涉及一种针对stt-mram的pac码构造方法。
技术介绍
1、近年来，固态非易失性存储器(nvm)技术得到了快速的发展，并且迅速应用于现代计算系统和消费电子等领域。自旋磁传输随机存取存储器(stt-mram)由于其非易失性、快速的读写速度和高度可扩展性而成为最有前途的nvm技术之一。然而，stt-mram的可靠性受到了工艺变化和热波动的严重影响。此外，对于stt-mram单元来说，写入故障是不对称的，因为0→1切换的写入故障概率远高于1→0切换的概率。因此，纠错码(ecc)对于确保存储在stt-mram单元中的数据可靠性至关重要。
2、由于stt-mram对低读写延迟和高存储密度有严格要求，因此需要设计具有短码长、高码率和低编码/译码复杂度的ecc。针对stt-mram，已经提出了几种编码方案，如hamming码、bose-chaudhuri-hoquenghem(bch)码、低密度奇偶校验(ldpc)码和极化码。例如，使用(71，64)的hamming码可以来纠正16mbmram的单个错误。为了支持高存储密度，具有多比特纠错能力的bch码被提出来。人们探索了使用ldpc码替代bch码，从而通过软判决译码获得更好的性能。作为第一个被证明能够在二进制输入的离散无记忆信道上达到容量的编码，极化码也被应用到stt-mram中，并且表现出比ldpc码和bch码更好的性能。
3、卷积极化编码(pac)被提出是一类可达无记忆信道容量的改进的极化编码方法。pac码通过两种变换
4、有鉴于此，有必要设计一种针对stt-mram的pac码构造方法，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种针对stt-mram的pac码构造方法。
2、为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案，包括以下步骤：
3、s1、建立stt-mram的信道模型；
4、s2、创建比特交换集合；
5、s3、使用所述比特交换集合来优化pac码在stt-mram信道上的码字构造。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述stt-mram的单元结构包括磁隧道结mtj和存取晶体管，所述mtj包括两个铁磁层和一个隧道氧化物层。
7、作为本专利技术的进一步改进，所述s1中的stt-mram产生写入错误和读取错误，所述写入错误和所述读取错误采用组合信道进行建模；所述读取错误包括读取干扰错误和读取判断错误；所述读取干扰错误采用z信道建模，所述读取判断错误采用高斯混合gm信道建模。
8、作为本专利技术的进一步改进，所述pac码采用一对一卷积变换作为预变换，所述pac码采用极化变换作为内部变换。
9、作为本专利技术的进一步改进，所述s2包括：
10、s21：根据码字构造将数据信息扩展为带有冻结位的比特序列，并映射到长度为n的向量v中；
11、s22、采用所述一对一卷积变换将所述向量v转化为向量u；
12、s23、采用所述极化变换来输出码字x，x＝ugn，其中，gn是极化编码矩阵。
13、作为本专利技术的进一步改进，所述pac码的译码方法采用自适应循环冗余校验辅助的scl译码算法。
14、作为本专利技术的进一步改进，所述s3包括：
15、s31、初始化pac码，设置所述pac码的最大迭代次数和目标误帧率；
16、s32、通过pw和rm设置初始的交换冻结集和交换非冻结集；
17、s33、随机从所述交换冻结集和所述交换非冻结集中选择n_swap个比特进行交换，获得相应的误帧率p_swap；
18、s34、若所述p_swap小于所述目标误帧率，更新所述交换冻结集和所述交换非冻结集，直到所述p_swap与所述目标误帧率相等；
19、s35、重复进行所述s32，直到迭代次数达到所述最大迭代次数；
20、s36、输出最优的所述交换冻结集和所述交换非冻结集。
21、作为本专利技术的进一步改进，所述交换冻结集和所述交换非冻结集之间的交换比特的选择是随即进行的。
22、作为本专利技术的进一步改进，若当前迭代的所述交换冻结集与上一次迭代的所述交换冻结集相同，则在所述s32中再次生成随机交换位。
23、作为本专利技术的进一步改进，冻结比特的最大权重为rwl，所述交换冻结集和所述交换非冻结集根据所述rwl的位置来构建。
24、本专利技术的有益效果为：作为第一种被理论证明可达香农限的信道编码，极化码的优良的编译码性能已被广泛应用在现代移动通信，存储等领域。与极化码相比，pac码对非冻结比特进行卷积变换，由于卷积变换主要进行二进制运算，可以忽略不计pac码的整体译码复杂度；经过码字优化构造的pac码提高了stt-mram信道的数据存储可靠性。本专利技术所设计的pac码也能支撑5g、6g移动通信，空间通信，光通信，海量数据存储等场景的高可靠传输应用。
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1.一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于：所述STT-MRAM的单元结构包括磁隧道结MTJ和存取晶体管，所述MTJ包括两个铁磁层和一个隧道氧化物层。
3.根据权利要求1所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，所述S1中的STT-MRAM产生写入错误和读取错误，所述写入错误和所述读取错误采用组合信道进行建模；所述读取错误包括读取干扰错误和读取判断错误；所述读取干扰错误采用Z信道建模，所述读取判断错误采用高斯混合GM信道建模。
4.根据权利要求1所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，所述PAC码采用一对一卷积变换作为预变换，所述PAC码采用极化变换作为内部变换。
5.根据权利要求4所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，所述S2包括：
6.根据权利要求1所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，所述PAC码的译码方法采用自适应
7.根据权利要求1所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，所述S3包括：
8.根据权利要求7所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，所述交换冻结集和所述交换非冻结集之间的交换比特的选择是随即进行的。
9.根据权利要求7所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，若当前迭代的所述交换冻结集与上一次迭代的所述交换冻结集相同，则在所述S32中再次生成随机交换位。
10.根据权利要求7所述的一种针对STT-MRAM的PAC码构造方法，其特征在于，冻结比特的最大权重为rwl，所述交换冻结集和所述交换非冻结集根据所述rwl的位置来构建。
...【技术特征摘要】
1.一种针对stt-mram的pac码构造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对stt-mram的pac码构造方法，其特征在于：所述stt-mram的单元结构包括磁隧道结mtj和存取晶体管，所述mtj包括两个铁磁层和一个隧道氧化物层。
3.根据权利要求1所述的一种针对stt-mram的pac码构造方法，其特征在于，所述s1中的stt-mram产生写入错误和读取错误，所述写入错误和所述读取错误采用组合信道进行建模；所述读取错误包括读取干扰错误和读取判断错误；所述读取干扰错误采用z信道建模，所述读取判断错误采用高斯混合gm信道建模。
4.根据权利要求1所述的一种针对stt-mram的pac码构造方法，其特征在于，所述pac码采用一对一卷积变换作为预变换，所述pac码采用极化变换作为内部变换。
5.根据权利要求4所述的一种针对stt-mram的pac码构造...
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