專利名稱：存儲(chǔ)器錯(cuò)誤處理方法與電路配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在具有冗余系統(tǒng)的存儲(chǔ)器配置中執(zhí)行錯(cuò)誤處理的方法與電路配置。
從存儲(chǔ)器發(fā)展的最早期階段起，設(shè)計(jì)人員就已認(rèn)識(shí)到人們對(duì)某種片上錯(cuò)誤恢復(fù)電路的需求。即如人們所知，實(shí)踐中，由于制造存儲(chǔ)器芯片需要大量的處理步驟，并需要制造大量離散的存儲(chǔ)器單元，所以極少數(shù)存儲(chǔ)器單元不能適當(dāng)運(yùn)作，將是不可避免的。
這一工業(yè)中所采用的最重要的片上錯(cuò)誤恢復(fù)技術(shù)之一是一般概念上冗余技術(shù)。在冗余技術(shù)中，把一或多個(gè)冗余單元行添加于芯片中。這些冗余單元行既可以是冗余字行，也可以是冗余比特行。通常，為每一冗余行提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地址譯碼器。在制造存儲(chǔ)器芯片之后，對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試，以確定瑕疵存儲(chǔ)器單元的地址。可以使用任何種類的非易失存儲(chǔ)器，把這些地址編程到針對(duì)冗余行的地址譯碼器中。當(dāng)針對(duì)一個(gè)其上存在瑕疵單元的行把一個(gè)外部地址提供于存儲(chǔ)器芯片時(shí)，針對(duì)冗余行的地址譯碼器激活一個(gè)冗余行的而不是激活包括瑕疵存儲(chǔ)器單元的行。在這一方式中，如果存儲(chǔ)器芯片中的離散單元是不工作的，那么可以用冗余單元取代它們。例如，在US-A-3753244和US-A-3755791中描述了這樣的冗余系統(tǒng)。
圖2描述了類似以上冗余系統(tǒng)的一個(gè)用于存儲(chǔ)器錯(cuò)誤恢復(fù)的電路配置。其中，配置了非易失元素(NVE)10，例如，熔絲存儲(chǔ)器或快閃存儲(chǔ)器，以存儲(chǔ)瑕疵地址。NVE 10的設(shè)置或?qū)懭?，是在測(cè)試了所涉及存儲(chǔ)器之后進(jìn)行的。在一個(gè)操作模式期間，把一個(gè)初始化周期用于讀取瑕疵地址信息，并用于把其存儲(chǔ)在一個(gè)易失存儲(chǔ)器和比較單元(VSC)20中。VSC 20包括鎖存器、觸發(fā)器或一個(gè)SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)存儲(chǔ)器。因此，瑕疵地址信息總是可得的，并能夠?qū)⑵渑c外加地址進(jìn)行比較。之所以要把瑕疵地址信息從NVE 10到傳輸VSC 20，出于多方面的原因。一方面，在每次尋址時(shí)讀取NVE 10，然后將所讀瑕疵地址信息與外加地址進(jìn)行比較，是十分耗時(shí)的。另一方面，如果在NVE 10中使用了阻熔等，由于要求高讀取電流，所以會(huì)增大能量消耗。通常，人們希望通過一個(gè)非常快的過程把外部地址與瑕疵地址信息加以比較，并希望能夠通過在VSC 20中使用一個(gè)易失存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)這一過程。
在圖2中所示的配置中，按如下方式進(jìn)行存儲(chǔ)器的尋址。提供了一一個(gè)8個(gè)比特的4個(gè)瑕疵地址的冗余存儲(chǔ)器部分。因此，需要把32個(gè)比特存儲(chǔ)在NVE 10中，而且在VSC 20中讀取它們，并存儲(chǔ)它們。把一個(gè)8個(gè)比特的外加地址Aext提供于VSC 20。把外部地址(例如A0～A7)與VSC 20的4個(gè)比特序列(比特號(hào)0～7、8～15、16～23以及24～31)進(jìn)行比較，其中，這4個(gè)比特序列相應(yīng)于可得的瑕疵地址。如果外部地址Aext的全部8個(gè)地址比特與存儲(chǔ)在VSC 20中的比特序列之一相匹配，那么通過發(fā)布信號(hào)RR0～RR3之一，激活被尋址存儲(chǔ)器的冗余部分中的一個(gè)冗余行。在這一情況中，將不選擇或去激活正常的行譯碼器，以至于可不對(duì)包括瑕疵單元的行加以尋址。通過向被尋址存儲(chǔ)器的地址譯碼器發(fā)布一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
然而，即使是存儲(chǔ)在VSC 20的瑕疵地址信息，也會(huì)受到各種類型錯(cuò)誤的影響，這些錯(cuò)誤可能會(huì)改變一個(gè)瑕疵地址比特的狀態(tài)。對(duì)于系統(tǒng)的功能而言，這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種用于存儲(chǔ)器錯(cuò)誤糾正的方法和電路配置，通過這一方法和電路配置，可以增強(qiáng)所使用的冗余系統(tǒng)的可靠性。
根據(jù)如權(quán)利要求1中所定義的一種方法，以及根據(jù)如權(quán)利要求7中所定義的一種電路配置，可以實(shí)現(xiàn)這一目的。
根據(jù)本發(fā)明，在一個(gè)瑕疵單元的記錄或存儲(chǔ)期間，可以為其地址增加一個(gè)冗余地址。然后，在把所存儲(chǔ)的地址與一個(gè)外部的或運(yùn)行時(shí)間地址進(jìn)行比較之前，把一個(gè)用于檢測(cè)或糾正錯(cuò)誤的錯(cuò)誤處理施加于所存儲(chǔ)的地址。從而，可以防止因瑕疵冗余地址所造成的錯(cuò)誤。
在這一電路配置中，把一個(gè)錯(cuò)誤處理電路添加于瑕疵地址信息的易失存儲(chǔ)器和具有外加地址的瑕疵地址信息的比較功能之間的冗余系統(tǒng)。因此，至少需要把1個(gè)附加比特所要求的冗余度引入非易失元素中，并引入針對(duì)瑕疵地址信息的易失存儲(chǔ)器。當(dāng)由于一個(gè)錯(cuò)誤(例如一個(gè)α粒子等)改變了易失存儲(chǔ)器或非易失存儲(chǔ)器中的1個(gè)比特的瑕疵地址信息時(shí)，錯(cuò)誤處理電路將糾正或至少檢測(cè)出這一故障，而且系統(tǒng)將繼續(xù)運(yùn)作。
較佳的做法是令錯(cuò)誤處理為一個(gè)錯(cuò)誤糾正處理。因此，對(duì)添加于瑕疵地址信息的冗余量加以選擇，以便能夠地對(duì)一個(gè)檢測(cè)出的錯(cuò)誤加以糾正。這一編碼可以為能夠直接糾正一個(gè)檢測(cè)出的錯(cuò)誤的任何種類的錯(cuò)誤糾正編碼。
可以在一個(gè)初始化過程中從一個(gè)非易失存儲(chǔ)器中讀取瑕疵地址信息，并可以把它們存儲(chǔ)在一個(gè)易失存儲(chǔ)器中。
可以通過把一系列預(yù)確定的錯(cuò)誤糾正代碼添加到瑕疵地址信息中，增加冗余度。
另外，錯(cuò)誤處理步驟還可以包括一個(gè)譯碼步驟，用于對(duì)編碼的瑕疵地址信息進(jìn)行譯碼。
較佳的做法是令易失存儲(chǔ)器可以為鎖存器、觸發(fā)器或SRAM存儲(chǔ)器。非易失存儲(chǔ)器可以為一種熔絲存儲(chǔ)器、抗熔或快閃存儲(chǔ)器、一種EPROM(可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)、一種EEPROM(電可擦PROM)、一種FeRAM(鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)或一種MRAM(磁RAM)或任何其它合適類型的非易失存儲(chǔ)器。
以下，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案。在這些附圖中

圖1描述的是一個(gè)具有根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的冗余系統(tǒng)的電路配置的示意性結(jié)構(gòu)圖；圖2描述了一個(gè)人們所熟悉的具有冗余系統(tǒng)的電路配置；圖3描述的是在測(cè)試了存儲(chǔ)器配置之后的一個(gè)非易失存儲(chǔ)器的初始設(shè)置的示意性流程圖；圖4描述了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)器錯(cuò)誤處理方法的示意性流程圖；現(xiàn)在，將根據(jù)一個(gè)錯(cuò)誤處理電路配置描述這一優(yōu)選實(shí)施方案，其中，把錯(cuò)誤處理電路配置作為冗余系統(tǒng)的一部分添加到一個(gè)瑕疵地址寄存器中。
圖1描述了一個(gè)電路配置。其中，作為一個(gè)易失存儲(chǔ)器，例如一種熔絲存儲(chǔ)器、抗熔或快閃存儲(chǔ)器或一種EPROM(可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)、一種EEPROM(電可擦PROM)、一種FeRAM(鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)或一種MRAM(磁RAM)或任何其它合適類型的非易失存儲(chǔ)器，提供了一個(gè)NVE 10，用于存儲(chǔ)一個(gè)32個(gè)比特的編碼的瑕疵地址信息，其中已經(jīng)把用于錯(cuò)誤處理的N個(gè)附加的冗余比特添加于這一32個(gè)比特的編碼的瑕疵地址信息中。數(shù)N可以為5，并假設(shè)使用了一個(gè)用于錯(cuò)誤糾正的漢明碼(hamming code)。然而，需要加以注意的是，也可以使用任何其它的數(shù)N，只要能夠?qū)崿F(xiàn)錯(cuò)誤糾正或錯(cuò)誤檢測(cè)即可。把或可以把NVE 10連接于一個(gè)易失存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)器VS 22，可以在這一易失存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)器VS 22中存儲(chǔ)具有N個(gè)附加比特的編碼的瑕疵地址信息。把VS 22連接于一個(gè)用于執(zhí)行錯(cuò)誤處理的錯(cuò)誤處理電路24，其中，通過使用用于錯(cuò)誤檢測(cè)以及可選的錯(cuò)誤糾正的N個(gè)地址比特，執(zhí)行錯(cuò)誤處理。另外，把編碼的瑕疵地址信息譯碼成其最初的大小，例如32比特，從而可以提供一個(gè)糾正了錯(cuò)誤的瑕疵地址信息。
在電路配置僅適合于執(zhí)行錯(cuò)誤檢測(cè)的情況下，可以對(duì)錯(cuò)誤處理電路24加以配置，以輸出一個(gè)指示一個(gè)錯(cuò)誤的信號(hào)，以至于可以啟動(dòng)對(duì)存儲(chǔ)器配置或其它合適的錯(cuò)誤處理操作的一個(gè)新的初始化。
如果把一個(gè)錯(cuò)誤糾正處理提供于錯(cuò)誤處理電路24中，則可以確保把一個(gè)正確的瑕疵地址信息提供于一個(gè)相繼的比較電路26，在比較電路26中，根據(jù)人們所熟悉的冗余系統(tǒng)，如以上結(jié)合圖2所描述的，把瑕疵地址信息與一個(gè)外部地址Aext加以比較，其中，如果檢測(cè)到一個(gè)地址匹配，則輸出冗余行信號(hào)RR0～RRn。
總之，可以采用任何類型的錯(cuò)誤糾正編碼，例如漢明碼或奇偶校驗(yàn)碼，以實(shí)現(xiàn)瑕疵地址信息中的冗余。在奇偶校驗(yàn)碼的情況中，提供指示編碼錯(cuò)誤的附加的奇偶校驗(yàn)比特。另外，如果使用漢明碼，那么編碼的瑕疵地址信息既包括地址比特，也包括檢查比特。檢查比特指明相關(guān)地址比特的正確邏輯狀態(tài)。錯(cuò)誤處理電路24使用檢查比特測(cè)試地址比特，以生成指明編碼的瑕疵地址信息中的那些比特為故障比特的出差錯(cuò)比特。接下來，使用出差錯(cuò)比特，錯(cuò)誤處理電路24能夠糾正瑕疵地址比特。
圖3是一個(gè)示意性的流程圖，描述了用于設(shè)置非易失NVE 10的一個(gè)初始過程。在步驟S101中，執(zhí)行一個(gè)初始存儲(chǔ)器測(cè)試，例如在芯片制造之后，以便確定瑕疵存儲(chǔ)器單元。在步驟S102中，讀取在步驟S101中通過存儲(chǔ)器測(cè)試所獲得的相應(yīng)瑕疵地址信息。然后，在于步驟S104中把編碼的瑕疵地址信息存儲(chǔ)在非易失NVE 10中之前，在步驟S103中實(shí)施錯(cuò)誤糾正或檢測(cè)。從而，把一定量的冗余度添加到了瑕疵地址信息中，以便為以后的錯(cuò)誤檢測(cè)或錯(cuò)誤糾正提供一個(gè)機(jī)會(huì)。
圖4是一個(gè)尋址過程的示意性流程圖，該過程用于根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)冗余系統(tǒng)的存儲(chǔ)器進(jìn)行尋址。
在一個(gè)最初的初始化步驟S201中，從非易失NVE 10讀取編碼的瑕疵地址信息，并將其存儲(chǔ)在VS 22中。然后，從VS 22讀取編碼的瑕疵地址信息，并經(jīng)由錯(cuò)誤處理或糾正電路24將其提供于比較單元26。在錯(cuò)誤處理電路24處，對(duì)編碼的瑕疵地址信息進(jìn)行譯碼(步驟S202)，并實(shí)施一個(gè)錯(cuò)誤糾正處理，以糾正任何可能已經(jīng)出現(xiàn)的比特錯(cuò)誤。然后，在步驟S203中檢查是否已經(jīng)接收到一個(gè)外部地址，或是否已把一個(gè)外部地址施加于相關(guān)的存儲(chǔ)器，如果否，則該過程重復(fù)步驟S203，直至已接收到一個(gè)外部地址。
如果在步驟S204中已經(jīng)接收到一個(gè)外部地址，則在比較電路26處，把已譯碼的和已糾正的瑕疵地址信息與外部地址Aext加以比較。如果在步驟S205中沒有檢測(cè)到與所瑕疵地址信息的地址段之一相匹配的地址，則在步驟S206中把外部地址Aext提供于被尋址存儲(chǔ)器的一個(gè)地址譯碼器。另一方面，如果在步驟S205中檢測(cè)到一個(gè)地址匹配，則在步驟S207中，通過發(fā)布一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)，不選擇或去激活地址譯碼器，并在步驟S208中通過發(fā)布信號(hào)RR0～RRn之一，激活一個(gè)相應(yīng)的冗余行。最后，根據(jù)以上的尋地址(步驟S209)，啟動(dòng)存儲(chǔ)器存取操作。然后，例如，可以通過返回到步驟S203，開始一個(gè)新的尋址操作。
應(yīng)該加以注意的是，如果錯(cuò)誤處理或糾正電路24以及比較單元26不包括任何用于分別暫存譯碼結(jié)果或比較輸入的存儲(chǔ)設(shè)施，則可以改變步驟S202和S203的順序。然而，在這一情況中，每次施加一個(gè)新的外部地址時(shí)，必須重復(fù)譯碼和錯(cuò)誤糾正處理。
因此，與VS 22和比較電路26之間的一個(gè)冗余系統(tǒng)相結(jié)合，添加一個(gè)錯(cuò)誤處理電路，可實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤糾正或至少能夠?qū)崿F(xiàn)錯(cuò)誤檢測(cè)，以防止對(duì)不正確的瑕疵地址信息的使用。應(yīng)該加以注意的是，可以采用用于添加存儲(chǔ)器檢測(cè)或糾正所需的冗余的任何編碼。特別是，可以實(shí)施任何用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)足夠的漢明距離的冗余系統(tǒng)編碼方案。因此，本發(fā)明并不局限于以上所描述的優(yōu)選實(shí)施方案，而是適合于任何具有冗余系統(tǒng)的存儲(chǔ)器管理。本發(fā)明旨在于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)覆蓋任何修改。
權(quán)利要求
1.用于在存儲(chǔ)器配置中執(zhí)行錯(cuò)誤糾正的方法，該方法包括下列步驟a)確定一個(gè)指示所述存儲(chǔ)器配置的一個(gè)瑕疵存儲(chǔ)器單元的地址的瑕疵地址信息；b)通過把一種編碼施用于所述瑕疵地址信息添加冗余度；c)存儲(chǔ)所述編碼的瑕疵地址信息；以及d)在把所述編碼的瑕疵地址信息與一個(gè)用于尋址所述存儲(chǔ)器配置的地址進(jìn)行比較之前，實(shí)施對(duì)所述編碼的瑕疵地址信息一個(gè)錯(cuò)誤處理；
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述錯(cuò)誤處理是一個(gè)錯(cuò)誤糾正處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述編碼是一個(gè)錯(cuò)誤糾正編碼。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其中，在一個(gè)初始化過程中，從非易失存儲(chǔ)器(10)讀取所述瑕疵地址信息，并將其存儲(chǔ)在一個(gè)易失存儲(chǔ)器(22)中。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其中，通過把預(yù)確定數(shù)量的錯(cuò)誤糾正代碼比特添加于所述瑕疵地址信息，增加所述冗余度。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其中，所述錯(cuò)誤處理步驟包括一個(gè)譯碼步驟，用于對(duì)所述編碼的瑕疵地址信息進(jìn)行譯碼。
7.一種在存儲(chǔ)器配置中執(zhí)行錯(cuò)誤糾正的電路配置，該電路配置包括a)存儲(chǔ)設(shè)備(22)，用于存儲(chǔ)一個(gè)指示所述存儲(chǔ)器配置的瑕疵存儲(chǔ)器單元的地址的編碼瑕疵地址信息；b)錯(cuò)誤處理設(shè)備(24)，用于對(duì)所述編碼的瑕疵地址信息實(shí)施一個(gè)錯(cuò)誤處理；以及c)比較設(shè)備(26)，用于把所述已處理過錯(cuò)誤的瑕疵地址信息與一個(gè)用于尋址所述存儲(chǔ)器配置的地址進(jìn)行比較。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電路配置，其中，所述存儲(chǔ)設(shè)備(22)是一個(gè)易失存儲(chǔ)器(22)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電路配置，其中，所述易失存儲(chǔ)器(22)為一個(gè)鎖存器、觸發(fā)器或SRAM存儲(chǔ)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7～9的之一的電路配置，其中，時(shí)所述電路配置進(jìn)行配置，以在一個(gè)初始化過程中從非易失存儲(chǔ)器(10)讀取所述編碼的瑕疵地址信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電路配置，其中，所述非易失存儲(chǔ)器(10)包括一種熔絲、抗熔或快閃存儲(chǔ)器、一種EPROM、一種EEPROM、一種FeRAM或一種MRAM。
12.根據(jù)權(quán)利要求7～11的之一的電路配置，其中，對(duì)所述錯(cuò)誤處理設(shè)備(24)進(jìn)行配置，以對(duì)所述編碼的瑕疵地址信息執(zhí)行一個(gè)錯(cuò)誤糾正。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在其中使用了冗余系統(tǒng)的存儲(chǔ)器配置中執(zhí)行錯(cuò)誤糾正的方法與電路配置。通過使用一種相應(yīng)的編碼，冗余地記錄瑕疵單元的地址。然后，在把瑕疵地址信息與一個(gè)外加地址進(jìn)行比較之前，實(shí)施對(duì)瑕疵地址信息的錯(cuò)誤糾正。
文檔編號(hào)G06F12/16GK1518696SQ02812388
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2002年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者A·M·H·迪特維格, R·庫(kù)彭斯, R·H·W·薩爾特斯, A M H 迪特維格, W 薩爾特斯, 硭 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司