[发明专利]一种利用奇偶校验码进行故障在线纠错装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用奇偶校验码进行故障在线纠错装置及方法，属于在线测试领域。

背景技术

集成电路自问世以来，一直遵循着摩尔定律以惊人的地速度发展。目前，集成电路已经进入超深亚微米时代，集成电路电子器件越来越小，芯片规模越来越大。伴随着集成电路工艺水平的飞速提高，集成电路的设计工具也有了大幅飞跃。在这些技术背景下，单一硅片上能够集成上亿个晶体管，这样就使原来有多个芯片协作才能实现的复杂系统，通过单一芯片就可实现。这种以单一硅片替代原有多个芯片组成复杂系统的芯片即系统芯片(SoC，System-on-a-Chip)，又称片上系统。随着SoC的出现，传统的电路测试方法已经难以满足需求，电路测试的难度越来越大，测试时间和成本日趋提高，测试维修保障费用在产品“全寿命周期成本”中所占比重增大，甚至出现测试成本与研制成本倒挂的局面。因此，人们越来越认识到研究测试方法以及进行可测性设计的迫切性和重要性。

在现代的SoC中，存储器占据了最大部分的片上空间。目前在芯片中，存储器已占到50％～60％，而在常用微处理器中，嵌入的高速缓存(cache)所占用的面积也超过30％，混合信号电路几乎占不到芯片面积的5％，据ITRS预测，到2014年，系统芯片中存储器所占比例将达到94％。因此，芯片的可靠性在很大程度上取决于存储器的可靠性。

为了提高存储器的可靠性，除了首先提高其的设计和生产的质量外，另一个极其重要的措施就是在存储器工作过程中，周期性的进行测试，它包括启动测试以及在线测试。启动测试类似于离线测试，使用的是传统的嵌入式存储器测试方法。而在线测试一般用于检测特殊用途或高可靠性应用存储器中，在系统无法停机的情况下进行测试，其目的是检测出故障并采取合适的措施。它是在不影响存储器正常工作的前提下，测试嵌入式存储器功能正确性的一种方法。

嵌入式存储器在线测试的几个关键性问题是：在保障存储单元内所存储的数据不改变的前提下，对嵌入式存储器施加测试；在尽可能低的硬件开销下，提高在线测试的故障覆盖率，这也是所要研究的重点。

对于嵌入式存储器的在线测试，由于待测存储器处于工作过程中，存储器中的数据不可丢失，所以对其施加测试向量受到了很大的限制，利用传统的内建自测试(BIST，Built-inSelf-Test)方法就不再奏效。最常见的解决办法就是利用纠错码(ECC，error correctingcode)。纠错码可以实现存储器在线检测以及纠错功能，但是该方法带来的硬件冗余十分庞大，并不是用于大规模使用。

发明内容

本发明目的是为了解决现有利用纠错码对嵌入式存储器进行在线测试时，带来的冗余开销过于庞大的问题，提供了一种利用奇偶校验码进行故障在线纠错装置及方法。

本发明一种利用奇偶校验码进行故障在线纠错装置，它包括信号分析器、控制器、RAM存储器、奇偶校验码存储器、新输入数据奇偶编码器、存储数据奇偶编码器、校验码比较器、故障标志位存储器、数据选择器和汉明码纠错器，

读写控制信号r_w和地址信号addr发送给信号分析器，所述读写控制信号r_w同时发送给控制器和数据选择器，所述地址信号addr同时发送给RAM存储器、奇偶校验码存储器、故障标志位存储器和汉明码纠错器，

信号分析器将新信号输入标识signal_check输出给控制器，控制器输出读写标识信号r_w_flag和故障标识信号data_in_flag给故障标志位存储器，控制器还输出存储器读写控制信号r_w_control给RAM存储器，控制器还输出纠错控制信号hanming_control给汉明码纠错器，控制器还输出编码使能信号encoder1_en和encoder2_en，分别给新输入数据奇偶编码器以及存储数据奇偶编码器，

新输入数据data_in同时发送给RAM存储器、新输入数据奇偶编码器和数据选择器，新输入数据奇偶编码器输出编码后的新输入数据校验码code_in给奇偶校验码存储器，奇偶校验码存储器输出新输入数据校验码code_out2给校验码比较器；

RAM存储器输出存储数据data_out_temp给存储数据奇偶编码器；存储数据奇偶编码器输出存储数据校验码code_out1给校验码比较器；

校验码比较器的比较结果信号反馈给控制器，

数据选择器输出错误数据fault_data给汉明码纠错器，汉明码纠错器输出纠错后的数据data_out。