[发明专利]用于控制计算器系统的装置和方法

说明书

背景技术

复杂半导体器件如微控制器(μC)或ASIC的制造容易出现错误。由于随着结构尺寸变得越来越小而使掺杂成为统计过程，因此即使长期的错误也在制造过程中不可避免。甚至有迹象表明，尽管存在巨大的努力和进步未来错误的出现率还将上升。产率，即正确工作的器件与制造好的器件数量的比值对主导的制造过程来说大约是90％(即在此已经有10％的废品)，但是还有可能出现低得多的值。用于提高产率的机制因此直接降低了成本。此外出于测试和制造的考虑强化了能够在现场应付出现错误的器件的要求。

为了在运行时容忍在制造存储器器件如闪存、RAM或ROM时的错误，目前已经部分采用的手段是使用纠错码(ECC)。在这种手段中除了存储数据位之外还一起存储校验位。校验位使得在只有一位(或已知最大数量的位)出现错误时可以通过附加逻辑检测和校正该错误。这使得整个器件(或者一个器件的相应子部件)即使在出现错误时也提供正确的结果。校验位的一起存储需要很多的附加花费，而必要的附加逻辑实际上不会引起很多的附加成本。

半导体电路、尤其是计算器系统中的错误也可能在该电路运行时出现。在大多数情况下不可能在出现永久错误时也保证系统形式的高度可用性。几个例外之一是用于存储器的ECC机制。对于处理器中、尤其是CPU中的瞬时错误，公知恢复或复位措施。但对于执行单元中的错误还不知道用于容许永久错误的现实的、廉价的概念。

发明内容

本发明要解决的第一技术问题是改善μC或半导体器件的制造过程的产率，尤其是通过也能使用具有错误功能单元的器件来改善。本发明要解决的第二技术问题是提高器件在运行时的可用性。为此要提供用于识别器件中出现错误的执行单元(例如核、ALU、处理器)的装置，而且实现“优雅降级”或使用该器件的系统在运行时的紧急启动。

考察一种半导体电路如μC，该半导体电路包含至少两个相同或相同类型的功能单元。在制造过程结束时、在安装时、在诊断时或在运行时的测试阶段，借助测试程序识别潜在的有错的功能单元。这优选可以借助例如在切换和比较单元中示出的切换和比较功能来进行，该切换和比较单元将一个功能单元的输出信号与至少一个另外的功能单元的输出信号和/或与其它参考值相比较。在存储元件中存储哪些功能单元出现了错误。这些功能单元例如由切换和比较单元或者通过中断装置停用。尽管器件包含有错的功能单元，但是该器件仍然能够使用并工作。

优选地描述一种用于控制具有至少两个相同或相同类型的功能单元的计算器系统的方法，其中根据预定条件启动和/或停用功能单元。

优选地描述一种方法，其特征在于，功能单元的启动和/或停用根据至少一个用于识别计算器系统中错误的第一方法步骤的结果和/或至少一个用于使别有错的功能单元的第二方法步骤的结果来进行。

优选地描述一种方法，其特征在于，所述计算器系统包括至少两个相同或相同类型的功能单元，在计算器系统的该至少两个相同或相同类型的功能单元的至少两个运行模式之间切换，第一运行模式相当于比较模式，第二运行模式相当于性能模式。

优选地描述一种方法，其特征在于，在比较模式中识别在待比较功能单元的输出信号中的错误，该比较模式相当于用于识别计算器系统中的错误的第一方法步骤。

优选地描述一种方法，其特征在于，将计算器系统的选定的功能单元切换到这样一个运行模式下，在该运行模式中有错功能单元的识别通过比较该功能单元的输出信号与参考值来实现，该运行模式相当于用于识别计算器系统中的有错功能单元的第二方法步骤。

优选地描述一种方法，其特征在于，所述参考值存储在计算器系统的存储装置中，在切换到用于识别错误的运行模式时从该存储装置中读取该参考值。

优选地描述一种方法，其特征在于，在计算器系统运行期间周期地或者应要求在至少两个运行模式之间切换。

优选地描述一种方法，其特征在于，在至少两个运行模式之间的切换是为了识别错误和/或识别有错的功能单元而进行的。

优选地描述一种方法，其特征在于，至少为计算器系统的被识别为有错的功能单元形成配置状态和/或错误状态。

优选地描述一种方法，其特征在于，功能单元的停用这样进行，将关于该功能单元的配置状态或错误状态的信息存储在存储装置中，使得该信息可以在半导体系统初始化和/或运行时被读取出，并且处理所存储的信息，使得不能在运行时使用标记为有错的单元。

优选地描述一种方法，其特征在于，为计算器系统的所有可被启动和/或可被停用的功能单元形成配置状态和/或错误状态。

优选地描述一种方法，其特征在于，将关于可被启动和/或可被停用的功能单元的配置状态和/或错误状态的信息存储在存储装置中。