[發明專利]用于校正從存儲器裝置訪問的數據中的錯誤的設備及方法

有效

• 申請號: 201310581828.6
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103839595B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 邁克爾·安德魯·坎貝爾;蒂莫西·尼古拉斯·海
• 申請（專利權）人: ARM有限公司;安謀科技（中國）有限公司
• 主分類號: G11C29/42
• 分類號: G11C29/42
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李曉冬

本發明提供了一種用于校正在從存儲器裝置訪問的數據中的錯誤的設備及方法。執行讀操作以從存儲器裝置輸出多個讀取符號。隨后根據多個讀取符號確定伴隨式信息，之后糾錯電路使用伴隨式信息執行糾錯過程以定位含有錯誤的讀取符號并校正在這些定位讀取符號中的錯誤。若含有錯誤的讀取符號是隨機分布的，則可以此方式定位且校正多達PMAX個讀取符號。錯誤追蹤電路被配置在檢測到達到錯誤閾值條件時，將至少一個存儲器區域設置為擦除存儲器區域。糾錯電路將擦除存儲器區域的每個讀取符號視為含有錯誤的定位讀取符號，從而使得：當執行糾錯過程時，并非所有的待定位讀取符號都是隨機分布的且因此可定位及校正多于PMAX個含有錯誤的讀取符號。

技術領域

本發明涉及用于校正從存儲器裝置訪問的數據中的錯誤的設備及方法。

背景技術

使用糾錯碼（error correction codes，ECC）來保護數據包免受各種形式的數據損壞是眾所周知的。通常，這是通過將數據包視為一系列固定長度的數據符號并接著添加若干ECC符號以使數據符號及ECC符號共同形成碼字來實現的。如果利用該技術在形成碼字時添加了m個ECC符號，則多達m/2個隨機定位符號錯誤可在碼字內被定位及校正。存在各種已知的用于生成碼字的符號的ECC編碼技術。舉例而言，一種技術使用里德所羅門碼（ReedSolomon code），里德所羅門碼是基于伽羅瓦域（Galois field）數學的并且具有使其適合于硬件實現的性質。

該ECC編碼技術的一種實際應用是在存儲器裝置方面，例如使用DRAM（動態隨機存取存儲器）的存儲器裝置。這種存儲器裝置的一個已知布置包括提供若干的雙列存儲器模塊（Dual Inline Memory Module，DIMM），其中每個DIMM由電路板上的若干DRAM芯片組成，DIMM包括至少一個留作存儲ECC信息的芯片。通常，此類存儲器裝置是經由突發訪問操作被訪問的，每個突發包含多個差拍（beat），并且DIMM的DRAM芯片在每一差拍期間被訪問。在這種布置中，公知的是：將要經由突發寫訪問寫入存儲器裝置的全部數據視為形成的數據包，將接著生成的多個ECC碼添加至該數據包中從而形成碼字。如先前所述，如果碼字包括m個ECC符號，則當隨后經由突發讀訪問從存儲器中讀取數據時，校正多達m/2個隨機定位符號錯誤可被校正。

作為具體實例，考慮由九個8位（bit）DRAM芯片（表示在突發訪問操作的每個差拍從每個DRAM芯片可存取八位數據）組成的DIMM，然后可提供72位DRAM接口以使得能夠在每個差拍訪問九個DRAM芯片中的每一個芯片。如果將一個芯片留作存儲ECC符號，則每個差拍可存取八位的ECC數據。如果在此實例中再假定每個符號包含八位，則可以看出，在示例性八差拍讀操作期間，64個數據符號及8個ECC符號將被存取。這意味著，利用上述提及的特性，多達四個隨機定位符號能夠是錯誤的但仍然被校正了。

然而，經常有此種情況：突發中的差拍的數量超出m/2。舉例而言，在上述八差拍讀操作的具體實例中，存在八個讀取的ECC符號（即，m=8），但還存在八個差拍。此外，已經發現：錯誤傾向于累積在DIMM上的單個芯片中，如果DIMM內的特定芯片發生故障，則很可能在特定突發讀操作期間從該芯片存取的全部符號都將是錯誤的。在此種情況下，將會超出ECC方案的糾錯能力。

一種試圖提供對整個芯片故障的恢復力的已知方法是在DIMM內提供更細粒度的芯片。舉例而言，考慮前述包含九個8位DRAM芯片的DIMM的實例，等效DIMM還可由十八個4位DRAM芯片（其中，每個DRAM芯片因此在每差拍提供四位（也稱為四位字（nibble））數據）來提供。如果現在每個符號包含4位，則可以看出，兩個4位DRAM芯片可用來存儲ECC符號，因此在由整個八差拍突發傳輸形成的碼字內產生十六個4位ECC符號。這會使八個4位隨機定位符號錯誤被檢測出并被校正，因此允許單個4位芯片故障（其中，對該芯片的所有八次存取輸出具有錯誤的符號）。該方式的問題是它需要更多的芯片及更小的符號大小。更小的符號大小的一個含義是它能限制伽羅瓦域的編碼，并因此限制碼字的形成。舉例而言，在里德所羅門碼中，最大的碼字是2^符號大小（2^symbolsize）。