專利名稱:利用超高速緩沖存貯器修補(bǔ)故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的裝置的制作方法
本發(fā)明有關(guān)于電腦系統(tǒng)，特別是有關(guān)于一種利用超高速緩沖存貯器修補(bǔ)故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的裝置。
動態(tài)隨機(jī)存取存貯器(DRAM)是電腦系統(tǒng)中貯存數(shù)據(jù)的主要裝置。市面上的動態(tài)隨機(jī)存取存貯器產(chǎn)品皆以特定貯存容量如256KByte、1MByte、2MByte等為單位制造而成，以利大量制造及升級換代。而這種存貯器產(chǎn)品因可靠度較低或不當(dāng)使用，可能在其內(nèi)部某些貯存區(qū)域發(fā)生故障損毀。一般適用于電腦系統(tǒng)的操作系統(tǒng)為了維持其使用的存貯器在一連續(xù)的區(qū)間，其在開機(jī)進(jìn)行內(nèi)部測試之時，一旦檢測到動態(tài)隨機(jī)存取存貯器有故障區(qū)域，即停止動作。于是，除非將存貯器內(nèi)的故障消除，否則電腦系統(tǒng)便無法運行。
請參照
圖1A，其是一動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的示意圖。其中，存貯器主體10是由四個存貯體(bank)A、B、C和D組成。存貯體B中有一故障區(qū)域15。在電腦系統(tǒng)開機(jī)后，其由存貯體A的底部向上循序檢查存貯器主體10的狀況，當(dāng)檢查到存貯體B的區(qū)域15時，發(fā)現(xiàn)故障存在，于是操作系統(tǒng)即中止電腦系統(tǒng)的正常運行，雖然存貯體C和D都是正常的。
上述問題有兩個解決方法。其一是將壞掉的存貯體B換掉，改用正常的存貯體。這是較差的方法，因存貯體中損壞的區(qū)間通常不過幾個存貯單元(cell)，將整個存貯體換掉相當(dāng)浪費硬件資源。并且，對于消費者而言，突然間的存貯器故障若未能及時排除，也是相當(dāng)不便，而其間涉及專業(yè)技術(shù)的部分，更非一般消費者所能勝任。第二個方法是通過芯片組(chipset)提供以基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)自行修補(bǔ)的電路，將次一排存貯體對映至含有故障區(qū)域的存貯體，如圖1B。比較圖1A和圖1B，在圖1A中存貯體B是存貯器主體10的第二存貯體12(存貯器主體10具有自第一存貯體11至第四存貯體14共四個存貯體)，其間故障區(qū)域15的存在，使操作系統(tǒng)能夠使用的空間只有存貯體A和存貯體B的一部份，因有效空間太小以致系統(tǒng)未能完成開機(jī)便中止運行，芯片組在開機(jī)自我測試(Power On SelfTest，POST)時，即操作系統(tǒng)開始啟動之前，就利用其內(nèi)部電路設(shè)計，將存貯體D對應(yīng)至第二存貯體12的位置，而原來有故障區(qū)域15的存貯體B則被映至第四存貯體14。于是操作系統(tǒng)啟動后，其可得較大的有效存貯器空間，如圖1B中所示的存貯體A至C與部份的存貯體B。這樣便可使電腦系統(tǒng)繼續(xù)運行，不致中斷。
利用上述第二種改善存貯器故障的方法仍未能有效排除系統(tǒng)所受的限制，尤其在故障區(qū)域分布于不同存貯體上，例如存貯體B和存貯體D皆有故障區(qū)域的情況下，這種設(shè)計就無法解決問題了。而且，即便是利用對映可以避開故障區(qū)域，其仍將減少有效存貯器空間，帶來許多不便。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提出一種利用超高速緩沖存貯器修補(bǔ)故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的裝置，用以維持最大的有效存貯器空間。
本發(fā)明的另一目的是提供一種利用超高速緩沖存貯器修補(bǔ)故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的裝置，用以避免故障存貯器的替換，提高存貯器產(chǎn)品的利用率，減少資源浪費。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種利用超高速緩沖存貯器修補(bǔ)故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的裝置，其以至少一地址記錄器貯存故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的地址，再以至少一比較器比較總線產(chǎn)生的地址與地址記錄器記錄的地址，以于總線產(chǎn)生的地址在動態(tài)隨機(jī)存取存貯器故障區(qū)域內(nèi)時，強(qiáng)迫超高速緩沖存貯器提供特定區(qū)域取代此故障區(qū)域，通過這種修補(bǔ)方式，可免除故障存貯體的替換，節(jié)省硬件資源，并可保持原存貯器大小，發(fā)揮最大功能。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明附圖簡要說明圖1A是動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的結(jié)構(gòu)及其故障區(qū)間示意圖。
圖1B是依照傳統(tǒng)方法改善圖1A故障情況的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是電腦系統(tǒng)中超高速緩沖存貯器和動態(tài)隨機(jī)存取存貯器間關(guān)系的方塊圖。
圖3是依照本發(fā)明一較佳實施例的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖4是依照圖3的結(jié)構(gòu)以超高速緩沖存貯器取代動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的模式示意圖。
電腦系統(tǒng)中除了動態(tài)隨機(jī)存取存貯器外，另有靜態(tài)隨機(jī)存取存貯器(SRAM)形成的超高速緩沖存貯器(CacheMemory)，其間的關(guān)系請參照圖2。超高速緩沖存貯器30的作用是以相當(dāng)于中央處理單元20的運行速度，將經(jīng)常利用的數(shù)據(jù)貯存其中，以提供中央處理單元20最迅速的服務(wù)，而無需每次向動作較慢的動態(tài)隨機(jī)存取存貯器10進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。
由于超高速緩沖存貯器30中具有較小的區(qū)域劃分，并且其區(qū)域劃分是相對映于動態(tài)隨機(jī)存取存貯器10內(nèi)的區(qū)域。因此，在本較佳實施例中，即以芯片組中的電路，控制超高速緩沖存貯器30中特定區(qū)域來對映動態(tài)隨機(jī)存取存貯器10內(nèi)的故障區(qū)域，使達(dá)到修補(bǔ)故障的目的。
電路配置請參照圖3。芯片組40中配置有超高速緩沖存取控制邏輯單元42、地址記錄器43、45以及比較器44和46。由于電腦開機(jī)自我測試(POST)時會將動態(tài)隨機(jī)存取存貯器內(nèi)的故障區(qū)域地址找出來，地址記錄器即用于記錄這些地址。于是，在超高速緩沖存貯器內(nèi)就保留一特定區(qū)域，專為替補(bǔ)這一動態(tài)隨機(jī)存取存貯器中故障區(qū)域。
當(dāng)區(qū)域總線50產(chǎn)生一個對動態(tài)隨機(jī)存取存貯器10存取數(shù)據(jù)的地址信號時，芯片組40內(nèi)的各個比較器即將地址記錄器內(nèi)記錄的故障區(qū)域地址讀出，與區(qū)域總線上的地址相比較，若是存取數(shù)據(jù)的地址落在故障區(qū)域內(nèi)，如圖4所示的故障區(qū)15，則比較器的輸出結(jié)果將強(qiáng)迫超高速緩沖存貯器提供一特定區(qū)域18用于數(shù)據(jù)存取，而避開于故障區(qū)域存取數(shù)據(jù)的問題。
上述電路在檢測到存取地址落在故障區(qū)域時，比較器，例如比較器44，會輸出一高電平信號，經(jīng)邏輯門，在本實施例為一或門48，而送一啟動信號至超高速緩沖存貯器30，使其提供特定區(qū)間利于數(shù)據(jù)存取，當(dāng)檢測到的存貯地址落在故障區(qū)域中時比較器輸出的信號是低電平信號，則邏輯門可以是與門。
因為超高速緩沖存貯器內(nèi)可分割的最小單元約4至16 byte，若以數(shù)個或更多這樣的單元，來對映動態(tài)隨機(jī)存取存貯器中的故障區(qū)，就已足夠；而雖整個超高速緩沖存貯器的容量只有64k至512kbyte，但其僅保留數(shù)十或數(shù)百byte的空間來修補(bǔ)動態(tài)隨機(jī)存取存貯器，亦不致于對整體運行有所影響。
當(dāng)然，對于故障區(qū)域修補(bǔ)范圍大小有本質(zhì)上的限制，其所能提供的修補(bǔ)單元數(shù)，決定于比較器和地址記錄器的組數(shù)，而每一地址所能產(chǎn)生的修補(bǔ)區(qū)域大小，則可適度調(diào)整。若是待修補(bǔ)的區(qū)間數(shù)或區(qū)域范圍大小超過既定數(shù)量，那么，顯然動態(tài)隨機(jī)存取存貯器損壞情況已相當(dāng)嚴(yán)重，則消費者只有選擇將其替換掉，此為最經(jīng)濟(jì)有效的方法了。
利用本發(fā)明的修補(bǔ)裝置，其以基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)設(shè)定芯片組內(nèi)的參數(shù)，無需因動態(tài)隨機(jī)存取存貯器內(nèi)局部故障，使電腦使用者感到不便。而經(jīng)由超高速緩沖存貯器中小部份空間的替補(bǔ)，不但可使動態(tài)隨機(jī)存取存貯器避開故障區(qū)域而正常運行，其等效主存貯器亦可維持在最大容量空間。并且，雖超高速緩沖存貯器提供部份區(qū)域做修補(bǔ)工作，仍不致影響整體運行效率。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭示如上，但其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作少許的更動與潤飾，例如，在芯片組中的地址記錄器和比較器，可以與芯片組中原設(shè)計的寄存器和比較器共用，以簡化芯片組內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求
所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種利用超高速緩沖存貯器修補(bǔ)故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的裝置，適用于電腦系統(tǒng)中，其特征在于在電腦系統(tǒng)中設(shè)置有超高速緩沖存貯器，在該存貯器中，設(shè)有與電腦的動態(tài)隨機(jī)存取存貯器中的故障區(qū)域相對映的對等區(qū)域，該裝置包括至少一地址記錄器，與電腦的總線相連，用以記錄所述故障區(qū)域的地址；至少一比較器，其輸入端與電腦的總線及所述地址記錄器相連，所述比較器將總線產(chǎn)生動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的地址與所述地址記錄器內(nèi)的地址相互比較，并且，在總線產(chǎn)生的地址落于所述故障區(qū)域時，產(chǎn)生輸出信號，強(qiáng)迫總線于電腦的超高速緩沖存貯器的所述對等區(qū)域中進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。
2.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，還包括一邏輯門連接于所述比較器和電腦的超高速緩沖存貯器之間，以接受所述比較器的輸出信號，控制電腦的超高速緩沖存貯器提供所述對等區(qū)域做數(shù)據(jù)存取。
3.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其中，所述比較器輸出為高電平信號有效，且所述邏輯門是一或門。
4.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其中，所述比較器輸出為低電平信號有效，且所述邏輯門是一與門。
5.如權(quán)利要求
1，2，3或4所述的裝置，其中，電腦系統(tǒng)還包括一芯片組，并且，所述地址記錄器是所述芯片組中的寄存器，以及所述比較器是所述芯片組中的比較器。
專利摘要
一種利用超高速緩沖存貯器修補(bǔ)故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的裝置，其以至少一地址記錄器貯存故障動態(tài)隨機(jī)存取存貯器的地址，再以至少一比較器比較總線產(chǎn)生的地址與地址記錄器記錄的地址，以在總線產(chǎn)生的地址在動態(tài)隨機(jī)存取存貯器故障區(qū)域內(nèi)時，強(qiáng)迫超高速緩沖存貯器提供特定區(qū)域取代此故障區(qū)域，通過這種修補(bǔ)方式，可免去故障存貯體的替換，節(jié)省硬件資源，并可保持原存貯器大小，發(fā)揮最大功能。
文檔編號G06F11/20GKCN1041355SQ94113532
公開日1998年12月23日 申請日期1994年12月27日
發(fā)明者陳志賢 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (1),