[发明专利]存储器在线检查系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于安全技术应用领域，用于实现安全关键系统中的可读写存储器数据的在线检查。

背景技术

在工业控制系统和安全信号系统（应用于航空电子、铁路信号、核电等行业）中，应对运行过程中关键的数据信息进行严格检查，只有确保数据信息完整无误才可用于后续的计算和输出，否则需要进入安全保护状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种存储器在线检查方法，它可以通过差异化的冗余数据信息以及结合地址信息产生的校验码实现对存储器数据的验证，可实时发现器件永久失效或随机干扰带来的存储器数据的读写错误。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种存储器在线检查系统，包括：中央处理器CPU；可编程逻辑器件；存储器，存储器的低位存储区保存原始数据，高位存储区保存校验数据；可编程逻辑器件通过数据总线和地址总线连接至中央处理器CPU，中央处理器CPU输出检查使能控制信号给可编程逻辑器件，可编程逻辑器件反馈错误信号给中央处理器CPU；可编程逻辑器件通过低位数据总线、高位数据总线和地址总线连接至存储器，低位数据总线传输原始数据信息给存储器，高位数据总线传输校验数据给存储器。

本发明的有益效果在于：通过差异化的冗余数据信息以及结合地址信息产生的校验码实现对存储器数据的验证，可实时发现器件永久失效或随机干扰带来的存储器数据的读写错误。通过可编程逻辑器件等可编程逻辑器件进行编码时，结合了数据和地址信息，不仅可以检查数据信息的存储失效，还可以检查存储器的地址耦合错误。

将中央处理器CPU输出的数据总线的一半作为有效数据传输，另一半数据总线结合地址总线信息产生的校验数据作为冗余信息以实现对有效信息的差异化备份和数据正确性校验。

将中央处理器CPU输出的有效信息通过可编程逻辑器件扩充为2倍位宽的数据，其中一半为有效信息，另一半作为检验信息，通过差异化的冗余数据信息实现对存储器数据的验证。

存储器数据通过可编程逻辑器件实现差异化的冗余存储和读取；数据检查运算由可编程逻辑器件协作实现，检查到错误产生中断通知给中央处理器CPU。

本发明还提供了一种存储器在线检查方法；

在写存储器过程中：将中央处理器CPU数据总线分别两部分，一半作为低位地址总线，输出原始数据信息，另一半作为高位地址总线，输出原始数据的反码或补码；可编程逻辑器件接收到中央处理器CPU的数据、地址总线信息，将其冗余的高位地址总线的数据以及地址数据生成奇偶校验，异或值或循环冗余校验CRC信息；

在读存储器过程中：可编程逻辑器件从存储器读出的数据需要校验，根据写操作使用的校验信息生成算法，反向计算判定原始数据是否正常；如果数据校验错误，产生错误中断给中央处理器CPU使其进入安全保护状态；如果数据校验正确，将数据输出给中央处理器CPU，低位数据总线为原始数据，高位数据总线为原始数据的反码或补码；中央处理器CPU读回数据并判断是否高地位数据互为反码或补码，判断存储器是否正常。

在写存储器过程中：将中央处理器CPU的n位数据总线仅输出原始数据信息，可编程逻辑器件输出给存储器时位宽扩大为2n，低位数据总线为原始数据，高位数据总线为校验数据，存储器同时保存这两份数据到不同的存储空间；可编程逻辑器件接收到中央处理器CPU的数据、地址总线信息，将其冗余的高位地址总线的数据以及地址数据生成奇偶校验，异或值或循环冗余校验CRC信息；

读操作时，原始数据和校验数据读至可编程逻辑器件，校验数据错误会产生中断给中央处理器CPU，中央处理器CPU仅读到原始数据。

写数据到存储器不做检查，读取存储器数据即时检查，只有在发现器件永久失效或随机干扰带来的存储器数据的读写错误才会引发中央处理器CPU进入故障中断处理。

所述可编程逻辑器件包括复杂可编程逻辑器件CPLD和现场可编程门阵列FPGA。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1可读写存储器在线检查示意图；

图2精简后的存储器在线检查示意图。

具体实施方式