[發明專利]一種嵌入式存儲器的冗余結構

有效

• 申請號: 201610052559.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105740105B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 徐彥峰;楊超;張偉;胡恩;張艷飛;湯賽楠
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: G06F11/16
• 分類號: G06F11/16;G06F11/20
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發明涉及一種嵌入式存儲器的冗余結構，包括：正常數據存儲陣列，用于正常情況下的數據存儲；冗余存儲陣列，用于替換正常數據存儲陣列中的故障列；MBIST控制器，用于控制存儲器的自檢測行為；MBIST地址發生器，用于產生自檢測狀態下的存儲器地址；MBIST數據發生器，用于產生自檢測狀態下的數據；MBIST校驗模塊，用于接收原始數據和讀出數據，并判斷存儲器是否正常；MBIST響應模塊，用于對自檢測結果作出響應，如果存儲器出現異常，則改變存儲器讀寫地址映射關系，否則保持不變。這種結構在65nm以下工藝下有利于提高嵌入式存儲器的自修復率，降低使用中嵌入式存儲器失效的風險，同時不會過多增加產品的硬件開銷。

技術領域

本發明涉及一種嵌入式存儲器，尤其是一種可通過自檢測功能替換異常單元的嵌入式存儲器的冗余結構。

背景技術

目前，半導體存儲器件集成度不斷提高、容量逐漸變大，更加先進的制造技術顯著減小了位單元所占的面積，使得相同的空間中可以存儲更多的數據。但是，工藝偏差引起的半導體缺陷對位單元的可靠性的影響逐漸增加。

這種工藝變化或半導體材料中的其他缺陷引起的位單元故障是隨機的，嚴重影響嵌入式存儲器的成品率。在存儲器設計中，通常采用ECC糾錯和各種替換故障存儲單元的方法提高芯片的成品率。

現有技術中，一般嵌入式存儲器的冗余結構由正常存儲陣列、冗余存儲陣列和相關的自檢測控制電路組成。完成正常存儲陣列自檢測后，在發現正常存儲陣列出現故障時，可用冗余存儲陣列來替換故障的正常存儲陣列劃分單元。因此，冗余存儲陣列只作為故障的存儲陣列劃分單元的替換單元，并不參與內建測試。這樣，當冗余存儲陣列替換存在故障的正常存儲陣列劃分單元時，不能確定替換的冗余存儲陣列是否存在故障。當正常存儲陣列和冗余存儲陣列同時存在故障時，替換操作就會毫無意義。

所以，希望能夠提出一種冗余結構，在冗余替換之前對冗余存儲陣列進行自檢測，并將測試結果送到測試響應模塊。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供一種嵌入式存儲器的冗余結構，使其提高嵌入式存儲器的自檢測能力，避免無效的冗余替換。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明一種嵌入式存儲器的冗余結構，包括：正常數據存儲陣列，用于正常情況下的數據存儲；冗余存儲陣列，用于替換正常數據存儲陣列中的故障列；MBIST控制器，用于控制存儲器的自檢測行為；MBIST地址發生器，用于產生自檢測狀態下的存儲器地址；MBIST數據發生器，用于產生自檢測狀態下的數據；MBIST校驗模塊，用于接收原始數據和讀出數據，并判斷存儲器是否正常；MBIST響應模塊，用于對自檢測結果作出響應；MBIST控制器控制自檢測狀態下MBIST地址發生器和MBIST數據發生器，MBIST控制器和MBIST地址發生器一起控制MBIST校驗模塊和MBIST響應模塊的工作。

進一步地，正常數據存儲陣列包括n個存儲列和m個劃分單元，且m小于n。

進一步地，冗余存儲陣列等同于正常數據存儲陣列中的劃分單元，且冗余存儲陣列可用來替換正常數據存儲陣列中的故障劃分單元。

進一步地，MBIST控制器由內部狀態機產生控制信號來控制自檢測狀態下MBIST地址發生器和MBIST數據發生器。

進一步地，MBIST地址發生器由k個窄位寬計數器組合產生全位寬地址，k等于地址被劃分的段數。

進一步地，MBIST數據發生器由MBIST控制器和MBIST地址發生器控制產生數據，且MBIST地址發生器的低位地址作為數據變化的狀態機，MBIST控制器控制數據的產生、停止、取反。