[發(fā)明專利]一種高能效的片上存儲(chǔ)器錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)電路及實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110459436.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN113076219B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海燕;劉勝;鞠鑫;劉仲;雷元武;魯建壯;陳小文;陳勝剛;李晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/10
• 分類號(hào): G06F11/10;G11C29/42
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

1.一種高能效的片上存儲(chǔ)器錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)電路，其特征在于，按存儲(chǔ)器訪存過程包括：

ECC編碼選擇與生成模塊，用來將根據(jù)訪存操作發(fā)出的訪存請(qǐng)求中的信息決定是否進(jìn)行ECC編碼，對(duì)訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位進(jìn)行ECC編碼，并將訪存信息和有關(guān)ECC編碼結(jié)果發(fā)給后面的訪存譯碼模塊，訪存指令進(jìn)行片上存儲(chǔ)器訪存操作時(shí)，將根據(jù)訪存操作發(fā)出的訪存請(qǐng)求中的讀、寫請(qǐng)求、寫數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)訪存粒度、訪存地址來決定是否進(jìn)行ECC編碼，如果訪存請(qǐng)求為寫請(qǐng)求，且寫數(shù)據(jù)訪存粒度大于或等于開始確定的數(shù)據(jù)訪存粒度n，則對(duì)寫數(shù)據(jù)進(jìn)行ECC編碼，并將訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位的所有位均置為有效；對(duì)于數(shù)據(jù)訪存粒度小于數(shù)據(jù)訪存粒度n的寫請(qǐng)求，對(duì)其寫數(shù)據(jù)不進(jìn)行ECC編碼操作，并將訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位均置為無效；

訪存譯碼模塊和冗余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所述訪存譯碼模塊用來根據(jù)讀寫請(qǐng)求、訪存地址進(jìn)行訪存譯碼，生成冗余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪存端口信號(hào)；

讀出數(shù)據(jù)解碼糾錯(cuò)模塊，用來對(duì)讀出的訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位ECC編碼進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)；

讀出數(shù)據(jù)選擇模塊，用來根據(jù)伴隨著訪存流水線發(fā)過來的訪存地址、訪存粒度信息選出讀出數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能效的片上存儲(chǔ)器錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)電路，其特征在于，所述訪存譯碼模塊中如果為寫請(qǐng)求，則將根據(jù)寫數(shù)據(jù)粒度生成寫屏蔽碼，如果是訪存粒度不小于n的寫請(qǐng)求，則生成對(duì)應(yīng)的寫屏蔽碼全部打開，即置為允許對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元位寫入的狀態(tài)；如果是訪存粒度小于n的寫請(qǐng)求，則生成的寫屏蔽碼需屏蔽不寫的數(shù)據(jù)位及其對(duì)應(yīng)的ECC編碼位的寫入；然后根據(jù)屏蔽碼將寫數(shù)據(jù)、ECC編碼有效位和寫數(shù)據(jù)的ECC編碼寫入訪存地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中；如果為讀請(qǐng)求，則將訪存地址對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)、ECC編碼和訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位全部讀出，發(fā)送到讀出數(shù)據(jù)解碼糾錯(cuò)模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能效的片上存儲(chǔ)器錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)電路，其特征在于，所述讀出數(shù)據(jù)解碼糾錯(cuò)模塊中，3位的訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位ECC編碼的解碼和糾錯(cuò)方法按少數(shù)服從多數(shù)的判決原則就行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)：即如果3位有效值中只有兩個(gè)值一樣，則訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效值則選擇該值并報(bào)出1位錯(cuò)信息，如果3位有效值相同，則不報(bào)錯(cuò)、不糾錯(cuò)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能效的片上存儲(chǔ)器錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)電路，其特征在于，所述冗余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器邏輯上每個(gè)存儲(chǔ)單元域包括三個(gè)部分：ECC糾錯(cuò)碼有效位、ECC編碼、與糾錯(cuò)碼對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)訪存粒度相同位寬的數(shù)據(jù)，三部分所放在每個(gè)存儲(chǔ)單元位置不限。

5.一種上述權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)高能效的片上存儲(chǔ)器錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)電路的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，流程包括：

步驟S1：確定糾錯(cuò)碼的編、解碼電路模塊；

步驟S2：把糾錯(cuò)碼編碼、解碼功能嵌入到片上存儲(chǔ)器的訪存流水線中，在訪存過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)ECC功能中訪存數(shù)據(jù)糾錯(cuò)碼編碼和解碼以及訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位的ECC編碼和解碼，即對(duì)訪存數(shù)據(jù)、糾錯(cuò)碼有效位均進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和糾錯(cuò)；

步驟S3：在進(jìn)行片上存儲(chǔ)器的寫訪存時(shí)，根據(jù)訪存粒度訪存信息同時(shí)進(jìn)行寫數(shù)據(jù)的ECC糾錯(cuò)碼編碼和糾錯(cuò)碼有效位的ECC糾錯(cuò)碼編碼；

步驟S4：訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位的ECC糾錯(cuò)；

步驟S5：在進(jìn)行片上存儲(chǔ)器的讀訪存時(shí)，先對(duì)讀出的3位訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位進(jìn)行檢錯(cuò)糾錯(cuò)；然后，根據(jù)該有效位是否有效再對(duì)讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行ECC解碼和糾錯(cuò)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高能效的片上存儲(chǔ)器錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)電路的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟S3中，若寫訪存數(shù)據(jù)粒度不小于n，則先將訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位設(shè)置為有效，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位和寫訪存數(shù)據(jù)ECC編碼；若寫訪存數(shù)據(jù)粒度小于n，則不進(jìn)行寫訪存數(shù)據(jù)ECC編碼，并將訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位設(shè)置為無效，進(jìn)行訪存數(shù)據(jù)ECC編碼有效位編碼。