ES2266060T3 - Sistema y procedimiento para el funcionamiento seguro a alta temperatura de una memoria flash. - Google Patents
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Abstract
Sistema (10) para el funcionamiento seguro a alta temperatura de una memoria flash (12), con un sensor de temperatura (18) que mide la temperatura que caracteriza a la memoria flash y una unidad de control (16) unida al sensor de temperatura y a la memoria flash, que comprende un generador de tiempo y está realizada de tal manera que puede recibir las señales de temperatura del sensor de temperatura y mediante integración, a lo largo del tiempo de los valores de temperatura determinados a partir de ahí, pueda determinar un valor de carga térmica acumulada de la memoria flash, caracterizado porque la memoria flash está programada antes de su funcionamiento a alta temperatura, de tal manera que cada bloque de datos está almacenado redundante en la memoria flash y porque la unidad de control (16) puede verificar la consistencia de los bloques de datos, - si el valor de la carga térmica acumulada rebasa un valor límite de carga térmica predeterminado, y - la temperatura actual que caracterizala memoria flash desciende por debajo de un valor límite de temperatura predeterminado, que está elegido de tal manera que exista la posibilidad de efectuar de forma segura un régimen de borrado/programación de la memoria flash, - en cuyo caso la unidad de control, a continuación - si ha comprobado la consistencia de un bloque de datos, puede realizar una actualización de las células de memoria de la memoria flash pertenecientes al bloque de datos y a continuación - si ha comprobado que uno de los bloques de datos almacenados redundantes no tiene consistencia con el bloque o con los correspondientes otros bloques de datos, puede restablecer el bloque de datos incorrecto en la memoria flash, mediante una nueva programación sirviéndose de un bloque de datos correcto, de manera que tenga consistencia con respecto al bloque de datos correcto.
Description
Sistema y procedimiento para el funcionamiento
seguro a alta temperatura de una memoria flash.
La invención se refiere a un sistema y a un
procedimiento para el funcionamiento seguro a alta temperatura de
una memoria flash conforme al preámbulo de la reivindicación 1 o de
la reivindicación 7, respectivamente, que puede encontrar su
aplicación especialmente en combinación con equipos de control de la
transmisión de automóviles.
El empleo de memorias flash (por ejemplo,
FEPROMs) en automóviles para almacenar parámetros específicos del
vehículo ofrece la posibilidad de fabricar, por ejemplo, un equipo
de control de la transmisión en grandes series y, por lo tanto, de
forma económica, no programándolo hasta su instalación en un modelo
de vehículo. Las memorias flash presentan una elevada densidad de
memoria y se pueden borrar por bloques, con lo cual queda
garantizada una programación rápida y sencilla. El empleo de esta
clase de memorias a altas temperaturas, superiores a 100ºC, como las
que se producen en el sector del automóvil, por ejemplo, en la zona
de la transmisión, en cuyo entorno pueden estar dispuestas las
memorias flash, plantea sin embargo considerables problemas ya que
debido a la movilidad de los electrones, que aumenta de forma
exponencial con la temperatura, las células de la memoria van
perdiendo su carga con el tiempo, con lo cual disminuye el tiempo de
retención de los datos almacenados, el llamado "Data Retention
Time".
La patente US 5.896.318 describe una memoria
plana para su empleo en automóviles. Con el fin de no tener que
realizar con demasiada frecuencia los procesos de actualización
necesarios debido a que el tiempo de retención de los datos
almacenados se reduce debido a las altas temperaturas, se van
comprobando sucesivamente cada una de las células de memoria para
saber si existe la probabilidad de una pronta pérdida de datos. Para
ello se aplica una primera tensión de prueba en la línea de palabras
de la célula de memoria que se trata de comprobar y se determina si
la célula de memoria está ON y a continuación, una segunda tensión
de prueba mediante la cual se comprueba si la célula de memoria
está OFF. Los resultados de la comprobación se almacenan en una
segunda unidad de memoria. De este modo solamente se realiza un
proceso de actualización para aquellas células de memoria para las
cuales se haya comprobado una próxima pérdida de datos. Se propone
que mediante un sensor de temperatura se mida la temperatura del
entorno de la memoria y a partir de ahí se determine un valor de
carga térmica. Si éste rebasa un valor previamente determinado, se
activa el proceso de comprobación de la próxima pérdida de
datos.
La patente JP 05 788 A describe la supervisión
de los datos en una memoria no-volátil mediante
datos de comprobación de variaciones de datos que están almacenados
en una segunda memoria. Se lleva a cabo un proceso de actualización
si en el curso de la comprobación periódica de los datos se
comprueba que se ha producido una variación en los datos.
En la patente JP 11 232 887 A solamente se
realiza un proceso de realización para una
Flash-ROM, si la temperatura del entorno de la
memoria se encuentra dentro de una gama de temperaturas
predeterminada.
El objetivo de la invención es por lo tanto
crear un sistema y un procedimiento para el funcionamiento de una
memoria flash en los que se reduzca el riesgo de pérdida de datos
cuando aquella se utilice a altas temperaturas, como las que
aparecen, por ejemplo, en el entorno de la transmisión de un
automóvil.
Para resolver este objetivo la invención crea un
sistema para el funcionamiento seguro a alta temperatura de una
memoria flash que presenta las características de la reivindicación
1.
En el caso de que exista un fallo en uno de los
bloques de datos, la unidad de control está en condiciones, debido a
la redundancia de los datos almacenados a recurrir a otro bloque de
datos y en segundo lugar, a reparar el bloque de datos defectuoso
sirviéndose del otro bloque de datos. Además, la actualización
periódica del contenido de la memoria reduce el riesgo de una
pérdida de datos condicionada térmicamente.
El objetivo de la invención se resuelve además
por medio del correspondiente procedimiento según la reivindicación
7.
Otras configuraciones y ventajas de la invención
se deducen de las subreivindicaciones.
La invención se describe a continuación
sirviéndose de una forma de realización preferida, haciéndose para
ello referencia a los dibujos que se adjuntan. Las figuras
muestran:
Fig. 1 un esquema de bloques de un sistema
conforme a la invención para el funcionamiento seguro a alta
temperatura de una memoria flash;
Fig. 2 esquemáticamente, una transmisión de un
automóvil en la que se utiliza el sistema representado en la figura
1.
El sistema 10 representado en la figura 1 lleva
una memoria flash 12, que está organizada en tres bloques 14a, 14b y
14c, una unidad de control 16 y un sensor de temperatura 18 que está
en contacto térmico con la memoria flash 12 o su entorno inmediato.
El sensor de temperatura 18 está en comunicación con la unidad de
control 16 y le suministra a ésta constantemente señales que
representan los valores de temperatura actuales. La unidad de
control, que puede contener, por ejemplo, un procesador con memoria
ROM, no representado, convierte estas señales en valores de
temperatura digitales. A través de las líneas de control y de datos
20, la unidad de control 16 puede borrar individualmente cada uno de
los tres bloques 14a, 14b, 14c, escribirlos (programarlos) y
leerlos. Además de esto, la unidad de control 16 está en
comunicación a través de las líneas 22 con otras unidades situadas
fuera del sistema, no representadas en la figura 1, con las cuales
puede intercambiar instrucciones y datos.
En los tres bloques 14a, 14b, 14c, están
almacenados en cada caso bloques de datos idénticos, que
preferentemente están complementados respectivamente con sumas de
control, también registradas en los bloques.
Un ejemplo de aplicación del sistema 10 está
representado en la figura 2. Aquí, un equipo de control de la
transmisión 30 conforme a la invención va instalado en una
transmisión 32 de un automóvil. El equipo de control de la
transmisión 30 se compone del sistema 10 de la figura 1, de un
microcontrolador 34 y de una memoria no volátil (ROM) 36. El equipo
de control de la transmisión 30 está en comunicación con una palanca
selectora 38 y un servomotor 49 para la transmisión 32. En la ROM 36
está almacenado el sistema operativo del microcontrolador 34, que
está en comunicación con la unidad de control 16. En la memoria
flash 12 están almacenados los parámetros y programas óptimos para
el cambio de las marchas de la transmisión.
El equipo de control de la transmisión 30 tiene
como objetivo controlar de forma óptima la transmisión 32 de acuerdo
con las peticiones formuladas por la palanca selectora 38. Para
ello, la unidad de control recibe de la palanca selectora 38 la
solicitud de cambiar la transmisión 32 a una marcha más alta o más
baja, o a asumir el control automático de la transmisión. Mediante
los datos almacenados en la memoria flash 12, el microcontrolador 34
controla entonces al servomotor 40 para efectuar el cambio de las
marchas de la transmisión. Dado que el equipo de control de la
transmisión 30 y, por lo tanto, también el sistema 10, está en
contacto térmico directo 42 con la transmisión 32, la memoria flash
12 está expuesta a las temperaturas del aceite de la transmisión,
que normalmente alcanzan hasta 140ºC y que debido a influencias de
radiación de un catalizador, que en determinadas condiciones puede
estar dispuesto en las proximidades, pueden alcanzar hasta
150ºC.
Al conectar el encendido, el microcontrolador 34
hace que el sistema 10 pase del estado pasivo al estado activo, en
el cual pueden transferir al microcontrolador 34 los parámetros y
programas para el cambio de las marchas de la transmisión. Al pasar
al estado activo, la unidad de control 16 lleva a cabo una
verificación de consistencia de los bloques de datos almacenados en
la memoria flash, por medio de las sumas de comprobación almacenadas
correspondientes a éstos. Las sumas de control permiten efectuar una
comprobación rápida de la corrección de los bloques de datos. Pero
también existe la posibilidad de comparar entre sí los datos de los
distintos bloques 14a, 14b, 14c, bit a bit. La verificación de
consistencia también puede realizarse de forma sucesiva, en cuyo
caso se comprueba primero la suma de comprobación y si se determina
algún fallo en la suma de comprobación se lleva a cabo la
verificación bit a bit. Si la comprobación da como resultado que
todos los datos están en orden, la unidad de control puede
transferir un bloque de datos cualquiera para el control de la
transmisión 32. Si en el curso de la verificación se comprueba que
hay fallos en los bloques de datos, entonces la unidad de control
selecciona para el control de la transmisión un bloque de datos que
no tenga ningún fallo.
Al desconectar a continuación el encendido, el
sistema 10 vuelve a pasar al estado pasivo. Entonces, un bloque de
datos eventualmente defectuoso es reparado por la unidad de control
16, para lo cual se borra el bloque de datos defectuoso completo y
se vuelve a sobreescribir con los datos de uno de los bloques de
datos exentos de fallos. Ahora bien, esta reparación solamente tiene
lugar si la temperatura de la memoria flash, vigilada mediante el
sensor de temperatura 18, ha descendido por debajo de un valor
límite de temperatura determinado, en este caso de 120ºC, habiéndose
elegido el valor límite de temperatura de tal manera que quede
garantizado un proceso seguro de borrado y programación de la
memoria flash. Por encima de una temperatura de 120ºC no se realizan
procesos de escritura y borrado con el fin de evitar una carga
adicional de la memoria flash y el consiguiente riesgo de pérdida de
datos.
Para el caso improbable de que los tres bloques
de datos presenten fallos, el microcontrolador 34 puede controlar la
transmisión mediante un programa de emergencia que no está
optimizado y que está almacenado en la ROM 36.
Además de esto, la unidad de control 16
determina constantemente un valor de carga térmica acumulada para
los datos en la memoria flash. Para ello la unidad de control 16
integra a lo largo del tiempo la temperatura de la memoria flash 12,
determinada por el sensor de temperatura 18 y transmitida a la
unidad de control 16, asignándose a cada valor de temperatura un
valor de ponderación en función de la temperatura. Los factores de
ponderación se pueden asignar, por ejemplo, determinando para cada
valor de temperatura un tiempo mínimo durante el cual los datos se
mantienen almacenados sin fallos a temperatura constante.
Si el valor de carga térmica obtenido por medio
de la integración rebasa un valor límite de carga térmica
predeterminado (que puede corresponder, por ejemplo, a una carga de
la memoria flash de 120ºC a lo largo de 30 horas, de 130ºC a lo
largo de 10 horas, de 140ºC a lo largo de 3 horas o de 150ºC a lo
largo de 1 hora, o las correspondientes combinaciones a base de
temperaturas intermedias y tiempos), para el cual se pueda excluir
con suficiente probabilidad la pérdida total de datos, entonces la
unidad de control 16 lleva a cabo un proceso de actualización
(Refresh), en cuanto el sistema 10 se encuentre en estado pasivo y
la temperatura vigilada de la memoria flash 12 haya descendido por
debajo del valor límite de temperatura. Para ello se comprueban
primeramente todos los bloques 14a, 14b, 14c en la forma antes
descrita, mediante una verificación de consistencia para determinar
la ausencia de fallos. A continuación se elige un primer bloque,
cuyo bloque de datos se borra íntegramente y se vuelve a
sobreescribir con el bloque de datos de un bloque contiguo exento de
fallos. A continuación se lleva a cabo este mismo proceso con el
bloque siguiente, hasta que se hayan sobrescrito de nuevo todos los
bloques. Después de esta actualización se inicia de nuevo la
integración del valor de carga térmica. Si en el curso de la
verificación se ha comprobado que el bloque de datos de uno de los
bloques tiene algún defecto, entonces se elige este bloque como
primero, se borra y se programa de nuevo, con el fin de que se
mantenga por lo menos un bloque de datos exento de fallos. De esta
manera se repara el bloque de datos defectuoso aprovechando la
redundancia de los datos en la forma antes descrita en el curso de
la actualización.
Si durante la reparación o la actualización de
un bloque de datos el sistema 10 pasa del estado pasivo al estado
activo, la unidad de control 16 interrumpe el proceso de reparación
o actualización y solamente lo reanuda cuando el sistema 10 vuelva a
encontrarse en estado pasivo y la temperatura de la memoria flash
vigilada mediante el sensor de temperatura 18 haya descendido por
debajo de un determinado valor límite de temperatura, en este caso
de 120ºC.
La actualización periódica del contenido de la
memoria reduce el riesgo de una pérdida de datos, pudiendo
optimizarse el número de procesos de escritura y borrado adaptando
para ello el tiempo entre dos procesos de actualización
consecutivos, es decir, el tiempo del ciclo, en función de las
temperaturas a las que había estado expuesta la memoria flash desde
la última actualización. De este modo se puede reducir al mínimo la
carga de la memoria y también el consumo de corriente del sistema,
incrementando al máximo la vida útil de la memoria flash.
Claims (7)
1. Sistema (10) para el funcionamiento seguro a
alta temperatura de una memoria flash (12), con un sensor de
temperatura (18) que mide la temperatura que caracteriza a la
memoria flash y una unidad de control (16) unida al sensor de
temperatura y a la memoria flash, que comprende un generador de
tiempo y está realizada de tal manera que puede recibir las señales
de temperatura del sensor de temperatura y mediante integración, a
lo largo del tiempo de los valores de temperatura determinados a
partir de ahí, pueda determinar un valor de carga térmica acumulada
de la memoria flash, caracterizado porque la memoria flash
está programada antes de su funcionamiento a alta temperatura, de
tal manera que cada bloque de datos está almacenado redundante en la
memoria flash y porque la unidad de control (16) puede verificar la
consistencia de los bloques de datos,
- si el valor de la carga térmica acumulada
rebasa un valor límite de carga térmica predeterminado, y
- la temperatura actual que
caracteriza la memoria flash desciende por debajo de un valor
límite de temperatura predeterminado, que está elegido de tal manera
que exista la posibilidad de efectuar de forma segura un régimen de
borrado/programación de la memoria flash,
- en cuyo caso la unidad de control, a
continuación
- si ha comprobado la consistencia de un
bloque de datos, puede realizar una actualización de las células de
memoria de la memoria flash pertenecientes al bloque de datos y a
continuación
- si ha comprobado que uno de los bloques de
datos almacenados redundantes no tiene consistencia con el bloque o
con los correspondientes otros bloques de datos, puede restablecer
el bloque de datos incorrecto en la memoria flash, mediante una
nueva programación sirviéndose de un bloque de datos correcto, de
manera que tenga consistencia con respecto al bloque de datos
correcto.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque los bloques de datos están dotados en
cada caso de una suma de control que se utiliza para la comprobación
de la consistencia.
3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque para garantizar la redundancia, los
bloques de datos están almacenados idénticos varias veces en la
memoria flash.
4. Sistema según la reivindicación 3,
caracterizado porque la unidad de control está realizada de
tal manera que puede comprobar la consistencia de los bloques de
datos registrados varias veces mediante su comparación bit a
bit.
5. Equipo de control de la transmisión (32) con
un sistema según una de las reivindicaciones 1 a 4.
6. Transmisión (30), que está unida a un equipo
de control de la transmisión (32) conforme a la reivindicación
5.
7. Procedimiento para el funcionamiento seguro a
alta temperatura de una memoria flash (12), con los pasos
siguientes: se mide una temperatura que caracteriza la
temperatura de la memoria flash, y se integran a lo largo del tiempo
los valores de temperatura medidos, para determinar un valor de
carga térmica acumulada de la memoria flash, caracterizado
porque la memoria flash (12) está programada antes de su
funcionamiento a alta temperatura, de manera que cada bloque de
datos está almacenado redundante en la memoria flash y porque el
procedimiento comprende los pasos siguientes:
- se comprueba la consistencia de los
bloques de datos,
- si el valor de carga térmica acumulada
rebasa un valor de carga térmica predeterminada,
- y si la temperatura actual que
caracteriza la memoria flash no alcanza un valor límite de
temperatura predeterminado, que está elegido de tal manera que se
tenga la posibilidad de efectuar con seguridad un régimen de borrado
y programación de la memoria flash,
en tal caso
- si se comprueba la consistencia de un
bloque de datos, se lleva a cabo una actualización de las células de
memoria de la memoria flash pertenecientes al bloque de datos y a
continuación
- si se comprueba que uno de los bloques de
datos almacenados redundantes no tiene consistencia con el bloque o
con los correspondientes otros bloques de datos, se restablece en la
memoria flash el bloque de datos incorrecto mediante una nueva
programación sirviéndose de un bloque de datos correcto, de manera
que tenga consistencia con el bloque de datos correcto.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE10040890A DE10040890C1 (de) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | System und Verfahren zum sicheren Hochtemperaturbetrieb eines Flash-Speichers |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| ES (1) | ES2266060T3 (es) |
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