DE112007003639T5

DE112007003639T5 - Verfahren und System zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit

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Publication number: DE112007003639T5
Application number: DE112007003639T
Authority: DE
Inventors: Peter Sautter; Harald Tschentscher; Carsten Gebauer; Berthold Fehrenbacher; Roy M. Sugar Land Haley; Alexandre Houston Palus; Charles Ming-Fong Sugar Land Tsai; Venkata Kishore Pearland Gadde; Hoi-Man Sugar Land Low
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Texas Instruments Inc
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Texas Instruments Inc
Priority date: 2007-11-03
Filing date: 2007-11-03
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2027-11-04
Also published as: WO2009056160A1; US20110087932A1; DE112007003639B4; US8423836B2

Abstract

Verfahren zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit (2), bei dem die Fehlerkorrektureinheit (2) Ausgangsdaten von einer Datenquelle (20) empfängt und bestimmt, ob die empfangenen Daten fehlerhaft sind, und bei dem, falls die empfangenen Daten fehlerhaft sind, erwartet wird, dass die Fehlerkorrektureinheit (2) wenigstens einen Fehler in den empfangenen Daten korrigiert, die korrigierten Daten ausgibt und einen Fehlervektor (4) manipuliert, wobei der Fehlervektor (4) wenigstens angibt, ob ein Fehler korrigiert worden ist oder ob ein Fehler erfasst worden ist, aber nicht korrigiert werden konnte,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a. Vergleichen der Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit (2) mit wenigstens einem Referenzdatenelement, wobei das wenigstens eine Referenzdatenelement wenigstens indirekt von der Datenquelle (20) stammt,
b. Prüfen der Plausibilität basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs und dem Fehlervektor (4),
c. Manipulieren eines Störungsvektors (7) basierend auf dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung, wobei der Störungsvektor (7) angibt,...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit, bei dem die Fehlerkorrektureinheit Ausgangsdaten von einer Datenquelle empfängt und bestimmt, ob die empfangenen Daten falsch sind, und bei dem, falls die empfangenen Daten falsch sind, erwartet wird, dass die Fehlerkorrektureinheit wenigstens einen Fehler in den empfangenen Daten korrigiert, die korrigierten Daten ausgibt und einen Fehlervektor setzt, wobei der Fehlervektor wenigstens angibt, ob ein Fehler korrigiert worden ist oder ob ein Fehler erfasst worden ist, aber nicht korrigiert werden konnte.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein System zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit, bei dem die Fehlerkorrektureinheit Mittel zum Empfangen von Ausgangsdaten von einer Datenquelle, Mittel zum Bestimmen, ob die empfangenen Daten falsch sind, Mittel zum Korrigieren wenigstens eines Fehlers in den empfangenen Daten, falls die empfangenen Daten falsch sind, Mittel zum Ausgeben der korrigierten Daten und Mittel zum Manipulieren eines Fehlervektors bereitstellt, wobei der Fehlervektor so beschaffen ist, dass er wenigstens angibt, ob ein Fehler korrigiert worden ist oder ob ein Fehler identifiziert worden ist, aber nicht korrigiert werden konnte.
Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Computer-Programm, das in einem Computer, insbesondere in einem eingebetteten System, ausgeführt werden kann.
Von jedem computergestützten System wird typischerweise erwartet, dass es richtig arbeitet und insbesondere keine Fehler oder falschen Ergebnisse erzeugt, die z. B. von einem defekten Hardware-Element, einem fehlerhaften Software-Element oder einer fehlerhaften Datenübertragung ausgehen, unabhängig davon, ob die Störung eine permanente Störung oder eine vorübergehende Störung (die z. B. durch eine extern induzierte Signalstörung, Leistungsversorgungs-Störungen oder Strahlung von kosmischen Strahlen verursacht wird) ist. Um ein bestimmtes Niveau der Zuverlässigkeit eines Systems zu erreichen, müssen derartige Störungen wenigstens erfasst werden. Basierend auf der Fehlererfassung ist es bekannt, mehrere Fehler zu korrigieren, um ein bestimmtes Niveau der Fehlertoleranz zu erreichen.
Um Fehler zu erfassen und/oder zu korrigieren, stellen Computersysteme irgendeiner Art, z. B. eingebettete Systeme, oft Fehlerkorrektureinheiten bereit, um die Zuverlässigkeit des gesamten Systems zu vergrößern. Derartige Fehlerkorrektureinheiten basieren oft auf sogenannten Fehlerkorrekturcodes (ECC), die es ermöglichen, eine vorgegebene Anzahl von Fehlern zu erfassen, die in einem Datenwort auftreten können. Die ECCs ermöglichen es ferner, eine vorgegebene Anzahl von erfassten Fehlern zu korrigieren. Um dies zu erreichen, werden in einer ersten Stufe für alle Daten, die als fehlerfrei bekannt sind, mehrere sogenannte Prüfbits erzeugt, die an den Daten angebracht werden und durch den ECC verwendet werden, um einen oder mehrere Fehler zu erfassen und um wenigstens einen erfassten Fehler zu korrigieren. Je mehr Fehler zu erfassen und/oder zu korrigieren sind, desto mehr Prüfbits müssen bereitgestellt werden. Um die Anzahl der Prüfbits auf einem annehmbaren Niveau zu halten, werden oft sogenannte SECDED-Verfahren in eingebetteten Systemen implementiert, die es ermöglichen, einen Einzelfehler zu korrigieren, aber einen Doppelfehler zu erfassen.
Im Allgemeinen könnte jede Hardware- und Software-Komponente in einem Computersystem oder in einem eingebetteten System möglicherweise fehlerhaft sein. Weil eine Fehlerkorrektureinheit außerdem in Software oder in Hardware verwirklicht ist, könnte selbst eine Fehlerkorrektureinheit defekt sein. Eine defekte Fehlerkorrektureinheit könnte z. B. nicht vorhandene Fehler ”korrigieren” und folglich von selbst Fehler erzeugen. Außerdem könnten defekte Fehlerkorrektureinheiten angeben, dass sie einen Fehler korrigiert haben, ohne dass sie dies getan haben.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zuverlässigkeit eines Computersystems, insbesondere eines eingebetteten Systems, das eine Fehlerkorrektureinheit umfasst, zu vergrößern. Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Erfassen, ob eine Fehlerkorrektureinheit defekt ist, zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, wie es oben erwähnt worden ist, wobei das Verfahren einen Schritt des Vergleichens der Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit mit wenigstens einem Referenzdatenelement umfasst, wobei das wenigstens eine Referenzdatenelement wenigstens indirekt von der Datenquelle stammt. Sowohl der Fehlervektor als auch das Ergebnis des Vergleichs werden in eine Plausibilitätsprüfung eingegeben, um zu entscheiden, ob die Fehlerkorrektureinheit defekt ist. Gemäß dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung wird ein Störungsvektor manipuliert, um anzugeben, ob eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit erfasst worden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Ausgabe der Fehlerkorrektureinheit mit den Referenzdaten verglichen, die vorteilhaft direkt den Ausgangsdaten der Datenquellen entsprechen können. Dies ermöglicht es, eine defekte Fehlerkorrektureinheit mit nur geringem Zusatzaufwand zu erfassen, indem z. B. ein Komparator und eine Plausibilitätsprüfungseinheit vorgesehen werden. Der Störungsvektor gibt dann an, ob bestimmt worden ist, dass die Fehlererfassungseinheit defekt ist. Die im Störungsvektor gespeicherten Informationen könnten z. B. zu einer Steuervorrichtung übertragen werden, die die Informationen aufzeichnet und/oder einen Administrator oder dergleichen informiert.
Die Fehlerkorrektureinheit könnte in mehreren verschiedenen Arten arbeiten. Gemäß einer ersten Ausführungsform könnte ein an der Fehlerkorrektureinheit angebrachter Fehlervektor manipuliert werden, wann immer die Fehlerkorrektureinheit einen Fehler erfasst hat, unabhängig davon, ob der Fehler korrigiert werden konnte oder nicht. In dieser Ausführungsform könnte der Störungsvektor manipuliert werden, um nur dann eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit anzugeben, wenn sich die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit von den Referenzdaten unterscheiden, aber der Fehlervektor keinen Fehler in den empfangenen Daten angibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform könnte die Fehlerkorrektureinheit den Fehlervektor nur dann manipulieren, wenn ein Fehler erfasst wird, der nicht korrigiert werden konnte. Wenigstens in diesem Beispiel ist es vorteilhaft, wenn der Störungsvektor manipuliert wird, um eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit anzugeben, wenn sich die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit nicht von den Referenzdaten unterscheiden, aber der Fehlervektor einen Fehler in den empfangenen Daten angibt.
Beide Bedingungen sind Teil der Plausibilitätsprüfung und ermöglichen es, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs effektiv zu entscheiden, ob eine Fehlerkorrektureinheit defekt ist oder nicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung werden die Referenzdaten durch eine zweite Fehlerkorrektureinheit erzeugt, wobei die zweite Fehlerkorrektureinheit die Ausgangsdaten von der Datenquelle empfängt und bestimmt, ob die empfangenen Daten falsch sind. Wenn wenigstens ein einziger Fehler erfasst wird, korrigiert die zweite Fehlerkorrektureinheit wenigstens einen Fehler in den empfangenen Daten und gibt die korrigierten Daten aus. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Ergebnisse der ersten Fehlerkorrektureinheit und der zweiten Fehlerkorrektureinheit verglichen, wobei die Plausibilitätsprüfung auf dem Ergebnis des Vergleichs basiert.
Vorteilhaft manipuliert die zweite Fehlerkorrektureinheit wenigstens dann, wenn die empfangenen Daten falsch sind und der Fehler nicht korrigiert werden konnte, einen zweiten Fehlervektor. In dieser Ausführungsform könnte die zweite Fehlerkorrektureinheit zur ersten Fehlerkorrektureinheit redundant arbeiten. Es ist jedoch außerdem denkbar, dass sich die Strategie zum Entscheiden, ob der zweite Fehlervektor manipuliert wird, von der Strategie der ersten Fehlerkorrektureinheit zum Entscheiden, ob der erste Fehlerkorrekturvektor zu manipulieren ist, unterscheiden könnte. Es ist außerdem denkbar, dass nur ein einziger Fehlervektor verwendet wird, der angibt, ob wenigstens die erste oder die zweite Fehlerkorrektureinheit einen Fehler erfasst hat oder ob beide Fehlerkorrektureinheiten einen Fehler erfasst haben.
Wenn eine zweite Fehlerkorrektureinheit vorhanden ist, könnte eine Störung erfasst werden und es könnte der Störungsvektor manipuliert werden, wann immer die Ausgangsdaten der ersten Fehlerkorrektureinheit von den Referenzdaten, d. h. den Ausgangsdaten der zweiten Fehlerkorrektureinheit, unterschiedlich sind. Es könnte außerdem eine Störung erfasst werden und es könnte der Störungsvektor manipuliert werden, wann immer sich die Ausgangsdaten der ersten Fehlerkorrektureinheit nicht von den Referenzdaten, d. h. den Ausgangsdaten der zweiten Fehlerkorrektureinheit, unterscheiden, aber der erste Fehlervektor und der zweite Fehlervektor sich unterscheiden.
Diese Bedingungen können effizient getestet werden und ermöglichen es somit, effizient zu entscheiden, ob die Fehlerkorrektureinheit defekt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform identifiziert der Störungsvektor die defekte Fehlerkorrektureinheit. Dies ist vorteilhaft, falls mehrere Fehlerkorrektureinheiten verfügbar sind, die defekt sein könnten. Insbesondere ermöglicht es diese Ausführungsform dann, wenn eine redundante Fehlerkorrektureinheit vorgesehen ist, zu speichern und möglicherweise zu übertragen, ob die erste oder die zweite Fehlerkorrektureinheit defekt ist.
Vorteilhaft identifiziert der Störungsvektor die Position der falsch korrigierten oder nicht korrigierten Datenbits in den Daten, insbesondere in den Referenzdaten. Diese Positionen können durch das Vergleichen der Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit mit den Referenzdaten bestimmt werden. Beim Erfassen der Software- oder Hardware-Komponente in der Fehlerkorrektureinheit, die defekt ist, könnte es hilfreich sein, die Kenntnis einer derartigen Position zu haben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Störungsvektor unter Verwendung eines Störungsflags verwirklicht. Dies bedeutet, dass der Störungsvektor ein eindimensionaler Vektor ist, der durch ein einziges Bit verwirklicht sein kann. Das Störungsflag zeigt, ob eine defekte Fehlerkorrektureinheit erfasst worden ist oder nicht. Die Verwendung eines Störungsflags erlaubt schnelle Manipulationen des Störungsvektors und verringert die Menge der Bits, die verwendet wird, um anzugeben, ob eine defekte Fehlerkorrektureinheit erfasst worden ist.
Vorteilhaft könnte der Fehlervektor außerdem unter Verwendung eines Fehlerflags verwirklicht sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner durch ein System gelöst, wie es oben erwähnt worden ist, wobei das System Mittel zum Ausführen des Verfahrens der Erfindung bereitstellt.
Die Verwirklichung dieser Erfindung in der Form eines Computer-Programms ist von besonderer Bedeutung. Das Computer-Programm kann in einer Rechenvorrichtung oder in einem Computer, insbesondere in einem eingebetteten System, ausgeführt werden, wobei es programmiert ist, um das Verfahren der Erfindung auszuführen. Die Erfindung ist dadurch durch das Computer-Programm verwirklicht, wobei dieses Computer-Programm die Erfindung im gleichen Sinn wie das Verfahren der Erfindung repräsentiert, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird.
Das Computer-Programm ist vorzugsweise in einem Speicherelement gespeichert. Ein Speicherelement kann insbesondere eine magnetische Speichervorrichtung oder eine optische Speichervorrichtung sein.
Weitere Merkmale, mögliche Anwendungen und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden Beschreibung der Zeichnung beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein System zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt ein Verfahren zur Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 zeigt ein System zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei das System eine zweite Fehlerkorrektureinheit umfasst;
4 zeigt ein Verfahren zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
5 zeigt ein System zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit gemäß einer dritten Ausführungsform.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt ein System 1a, das eine Fehlerkorrektureinheit 2 und eine Störungserfassungseinheit 3 umfasst. Die Störungserfassungseinheit 3 umfasst eine Komparatoreinheit 5 und eine Plausibilitätsprüfungseinheit 6.
Das System 1a umfasst ferner eine Datenquelle 20. Das System 1a könnte unter Verwendung verschiedener funktionaler Hardware-Komponenten in einem eingebetteten System verwirklicht sein. Das System 1a könnte ferner in Software verwirklicht sein, die in dem eingebetteten System ausgeführt wird. Insbesondere können eine oder mehrere Komponenten des Systems 1a in Hardware verwirklicht sein, wohingegen andere Komponenten in Software verwirklicht sein könnten.
Die Datenquelle 20 emittiert Datenbits, die zu einer Empfangseinheit 21 zu übertragen sind. Um Fehler in den Datenbits zu erfassen, wird jede vorgegebene Anzahl von Datenbits von einer vorgegebenen Anzahl von Prüfbits begleitet, wie es von den Fehlerkorrekturcode-Techniken allgemein bekannt ist. Die Datenbits und die Prüfbits werden zur Fehlerkorrektureinheit 2 übertragen, um Fehler zu erfassen und möglicherweise zu korrigieren, z. B. basierend auf einem Fehlerkorrekturcode, der zu den Datenbits und den Prüfbits gehört.
Die Ausgaben der Fehlerkorrektureinheit 2 werden über die Datenleitung 12 zur Komparatoreinheit 5 übertragen. Die Datenbits von der Datenquelle 20 werden außerdem über die Datenleitung 8 direkt zur Komparatoreinheit 5 übertragen. Das Ergebnis des Vergleichens der über die Datenleitung 8 empfangenen Datenbits und der über die Datenleitung 12 empfangenen Ausgangsdaten wird in die Plausibilitätsprüfungseinheit 6 eingespeist. Beim Erfassen einer defekten Fehlerkorrektureinheit 2 wird der Störungsvektor 7 manipuliert.
Der Betrieb des Systems 1a ist in 2, die einen Ablaufplan mehrerer Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung zeigt, ausführlicher beschrieben.
In einem Schritt 100 werden die Datenbits und die Prüfbits von der Datenquelle 20 zur Fehlerkorrektureinheit 2 übertragen. Außerdem werden die Datenbits über die Datenleitung 8 zur Störungserfassungseinheit 3, insbesondere zur Komparatoreinheit 5, übertragen.
In einem Schritt 101 wertet die Fehlerkorrektureinheit 2 den Fehlerkorrekturcode aus, um einen Fehler zu erfassen und möglicherweise zu korrigieren. Falls ein Fehler erfasst worden ist, sendet die Fehlerkorrektureinheit 2 in einem Schritt 102 ein Signal, das den erfassten Fehler angibt, zur Störungserfassungseinheit 3, insbesondere zur Plausibilitätsprüfungseinheit 6. Außerdem wird der Fehlervektor 7 manipuliert, was angibt, dass ein Fehler erfasst worden ist.
In einem Schritt 103 versucht die Fehlererfassungseinheit 2, den erfassten Fehler zu korrigieren. Falls dies möglich ist, werden in einem Schritt 106 die korrigierten Datenbits zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen. Falls jedoch der erfasste Fehler nicht korrigiert werden konnte, wird in einem Schritt 104 der Fehlervektor 4 manipuliert, um diese Situation anzugeben. Dies könnte ausgeführt werden, indem ein spezifisches Bit im Fehlervektor 4 gesetzt oder zurückgesetzt wird. Sowohl die Ausgangsdaten als auch der Wert des Fehlervektors 4 werden in einem Schritt 105 zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen.
Falls im Schritt 101 kein Fehler erfasst worden ist, werden die von der Datenquelle 20 empfangenen Daten durch die Fehlerkorrektureinheit 2 überhaupt nicht geändert und im Schritt 115 als die Ausgangsdaten zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen.
In einem Schritt 107 werden die von der Datenquelle 20 über die Datenleitung 8 direkt empfangenen Referenzdaten mit den von der Fehlerkorrektureinheit 2 empfangenen Ausgangsdaten verglichen. Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform wird der Vergleich durch die Komparatoreinheit 5 ausgeführt.
Falls sich die Ausgangsdaten und die Referenzdaten nicht unterscheiden, wird in einem Schritt 108 geprüft, ob der Fehlervektor 4 angibt, dass durch die Fehlerkorrektureinheit 4 ein Fehler erfasst und korrigiert worden ist. Falls dies der Fall ist, wird bestimmt, dass die Fehlerkorrektureinheit 2 defekt ist, weil, falls ein Fehler erfasst und korrigiert worden ist, die Referenzdaten und die von der Fehlerkorrektureinheit 2 empfangenen Ausgangsdaten verschieden sein müssen, vorausgesetzt, dass die Fehlerkorrektureinheit 2 richtig arbeitet. Deshalb wird in einem Schritt 109 der Störungsvektor 7 manipuliert, um anzugeben, dass die Fehlerkorrektureinheit 2 defekt ist.
Falls im Schritt 108 der Fehlervektor 4 angibt, dass kein Fehler erfasst worden ist, oder falls der Fehlervektor 4 angibt, dass ein Fehler erfasst worden ist, der nicht korrigiert werden konnte, wird bestimmt, dass die Fehlerkorrektureinheit 2 nicht defekt ist, und es endet die Plausibilitätsprüfung im Schritt 111, wobei der Störungsvektor 7 überhaupt nicht manipuliert wird, was angibt, dass in der Fehlerkorrektureinheit kein Fehler erfasst worden ist.
Falls jedoch das Ergebnis des Vergleichs im Schritt 107 zeigt, dass die Referenzdaten von den von der Fehlerkorrektureinheit 2 empfangenen Ausgangsdaten verschieden sind, muss die Fehlerkorrektureinheit 2 wenigstens einen Fehler korrigiert haben, vorausgesetzt, dass die Fehlerkorrektureinheit 2 richtig arbeitet. Deshalb wird in einem Schritt 110 der Zustand des Fehlervektors 4 geprüft. Falls der Fehlervektor 4 angibt, dass wenigstens ein Fehler erfasst worden ist, der korrigiert werden konnte, bestimmt die Plausibilitätsprüfungseinheit 6, dass die Fehlerkorrektureinheit 2 richtig arbeitet, wobei die Plausibilitätsprüfung im Schritt 111 endet, indem der Störungsvektor 7 nicht manipuliert wird und indem die als die Ausgangsdaten von der Fehlerkorrektureinheit 2 empfangenen Datenbits möglicherweise zur Empfangseinheit 21 übertragen werden.
Falls im Schritt 110 der Fehlervektor angibt, dass überhaupt kein Fehler erfasst worden ist oder dass ein Fehler erfasst worden ist, der nicht korrigiert werden konnte, wird bestimmt, dass in der Fehlerkorrektureinheit 2 ein Fehler aufgetreten ist. Folglich wird in einem Schritt 112 der Störungsvektor 7 manipuliert, um anzugeben, dass in der Fehlerkorrektureinheit 2 eine Störung aufgetreten ist.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Systems 1b, in dem die aus dem System 1a bekannten Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
Das System 1b umfasst eine zweite Fehlerkorrektureinheit 15. Die Datenbits und die Prüfbits, die von der Datenquelle 20 emittiert werden, werden zur Fehlerkorrektureinheit 2 und zur zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 übertragen. Die zweite Fehlerkorrektureinheit 15 ist über die Datenleitung 22 mit einem zweiten Fehlervektor verbunden, der als ein einziger Fehlermerker 19a verkörpert ist. Die Datenleitung 22 ist über die Datenleitung 23 mit der Plausibilitätsprüfungseinheit 6 verbunden.
Außerdem ist in 3 der Fehlervektor 4 (1) als ein Fehlerflag 4a realisiert, während der Störungsvektor 7 als ein Störungsflag 7a realisiert ist.
Das System 1a, wie es in 1 gezeigt ist, und das System 1b, wie es in 3 gezeigt ist, könnten verschieden betrieben werden. Eine Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung, die in dem System 1b betriebsfähig ist, ist in 4 gezeigt. Das Verfahren beginnt in einem Schritt 200, in dem die Daten, die die Datenbits und die Prüfbits umfassen, von der Datenquelle 20 zur Fehlerkorrektureinheit 2 und zur zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 übertragen werden.
In einem Schritt 201a erfasst die Fehlerkorrektureinheit 2, ob ein Fehler aufgetreten ist. Falls dies der Fall ist, wird in einem Schritt 202a ein Fehlerflag 4a gesetzt.
In einem Schritt 203a versucht die Fehlerkorrektureinheit 2, wenigstens einen erfassten Fehler zu korrigieren. Falls dies möglich ist, wird der Fehler korrigiert, indem die empfangenen Datenbits in einem Schritt 204a entsprechend manipuliert werden, wobei die korrigierten Daten dann in einem Schritt 205a zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen werden.
Falls jedoch im Schritt 201a überhaupt kein Fehler erfasst worden ist oder falls im Schritt 203a kein Fehler korrigiert werden konnte, werden im Schritt 205a die von der Datenquelle 20 empfangenen Daten zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen.
Wie bereits beschrieben worden ist, umfasst das System 1b eine zweite Fehlerkorrektureinheit 15. Für die folgende Beschreibung wird angenommen, dass die zweite Fehlerkorrektureinheit 15 die gleiche Funktionalität wie die Fehlerkorrektureinheit 2 bereitstellt. Folglich ist die zweite Fehlerkorrektureinheit 15 völlig redundant. Es ist jedoch denkbar, dass die zweite Fehlerkorrektureinheit 15 eine Anzahl von Fehlern erfassen und/oder korrigieren kann, die von der Anzahl der Fehler verschieden ist, die durch die Fehlerkorrektureinheit 2 erfasst und/oder korrigiert werden kann.
In 4 werden die Daten von der Datenquelle 20 zur Fehlerkorrektureinheit 2 und außerdem zur zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 übertragen.
In einem Schritt 201b erfasst die zweite Fehlerkorrektureinheit 15, ob ein Fehler aufgetreten ist. Falls dies der Fall ist, wird in einem Schritt 202b das Fehlerflag 19a gesetzt. In einem Schritt 203b versucht die zweite Fehlerkorrektureinheit 15, wenigstens einen erfassten Fehler zu korrigieren. Falls dies möglich ist, wird der Fehler korrigiert, indem die empfangenen Datenbits in einem Schritt 204b entsprechend manipuliert werden, wobei dann die korrigierten Daten in einem Schritt 205b zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen werden.
Falls im Schritt 201b überhaupt kein Fehler erfasst worden ist oder falls im Schritt 203b kein Fehler korrigiert werden konnte, werden die von der Datenquelle 20 empfangenen Daten im Schritt 205b von der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen.
In einem Schritt 206 vergleicht die Störungserfassungseinheit 3, insbesondere der Komparator 5, die von der Fehlerkorrektureinheit 2 empfangenen Ausgangsdaten und die von der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 empfangenen Referenzdaten. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird dann zur Plausibilitätsprüfungseinheit 6 übertragen. Falls die Fehlerkorrektureinheit 2 und die zweite Fehlerkorrektureinheit 15 die gleiche Funktionalität bereitstellen, müssen die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit 2 und die von der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 empfangenen Referenzdaten völlig gleich sein. Diese Bedingung wird in einem Schritt 207 von der Plausibilitätsprüfungseinheit 6 geprüft. Falls die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit 2 und die von der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 empfangenen Referenzdaten nicht völlig gleich sind, wird in einem Schritt 208 das Störungsflag 7a manipuliert, um anzugeben, dass eine Störung erfasst worden ist. Falls jedoch der Störungsflag 7a als ein Störungsvektor 7 verwirklicht ist, der mehrere Bits umfasst, könnte das Störungsflag 7 manipuliert werden, um anzugeben, dass sich die von der Fehlerkorrektureinheit 2 empfangenen Daten von den von der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 empfangenen Daten unterscheiden.
Falls – gemäß der in 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform – im Schritt 207 kein Unterschied zwischen den von der Fehlerkorrektureinheit 2 empfangenen Ausgangsdaten und den Referenzdaten erfasst wird, wird in einem Schritt 209 geprüft, ob die Werte der Fehlerflags 19a und 4a verschieden sind. Die Werte des Fehlerflags 4a und des Fehlerflags 19a könnten zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen werden, indem der Fehleranzeigeausgang der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 über die Datenleitung 23 und die Datenleitung 24 mit der Plausibilitätsprüfungseinheit 6 verbunden wird und indem der Fehleranzeigeausgang der Fehlerkorrektureinheit 2 über die Datenleitung 13 mit der Plausibilitätsprüfungseinheit 6 verbunden wird. Vorausgesetzt, dass die Fehlerkorrektureinheit 2 und die zweite Fehlerkorrektureinheit 15 die gleiche Funktionalität verwirklichen, müssen das Fehlerflag 4a und das Fehlerflag 19a den gleichen Wert zeigen. Falls dies nicht der Fall ist, muss die Fehlerkorrektureinheit 2 oder die zweite Fehlerkorrektureinheit 15 defekt sein. Um diese Situation anzugeben, wird in einem Schritt 210 das Störungsflag 7a entsprechend manipuliert.
Im Schritt 211 werden die Daten von der Störungserfassungseinheit 3 zur Empfangseinheit 21 übertragen.
Sowohl die Systeme 1a und 1b, wie sie in den 1 und 3 gezeigt sind, als auch die in den 2 und 4 gezeigten Verfahren zeigen beispielhafte Ausführungsformen des Systems der Erfindung und des Verfahrens der Erfindung. Es sind jedoch mehrere weitere Ausführungsformen und Variationen möglich.
5 zeigt ein System 1c, das ein Beispiel einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist. Darin sind anstelle der Verwendung eines zweiten Fehlerflags 19a oder eines zweiten Fehlervektors der Fehleranzeigeausgang der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 und der Fehleranzeigeausgang der Fehlerkorrektureinheit 2 über die Datenleitungen 26 und 27 mit einer Komparatoreinheit 25 verbunden. Die Komparatoreinheit 25 ist über eine Datenleitung 28 mit dem Fehlerflag 4a verbunden. Das Fehlerflag 4a könnte jedoch außerdem als ein Fehlervektor 4 verwirklicht sein.
Die Komparatoreinheit 25 könnte betrieben werden, um nur das Fehlerflag 4a zu setzen, falls die von den Datenleitungen 26 und 27 empfangenen Signale nicht völlig gleich sind. Folglich ermöglicht es das Fehlerflag 4a, anzugeben, dass in der Fehlerkorrektureinheit 2 oder in der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 eine Störung aufgetreten sein muss. Das Signal der Komparatoreinheit 25 könnte z. B. über die Datenleitung 29 automatisch zur Plausibilitätsprüfungseinheit 6 übertragen werden.
Im System 1c werden die Daten von der Datenquelle 20 nicht nur zur Fehlerkorrektureinheit 2 und zur zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 übertragen, sondern außerdem über die Datenleitung 8 direkt zur Störungserfassungseinheit 3. Die Komparatoreinheit 5 empfängt folglich drei verschiedene Signale, die verglichen und für die Plausibilitätsprüfung verwendet werden könnten. Dies ermöglicht es, weitere Einzelheiten zu gewinnen, wann immer eine defekte Fehlerkorrektureinheit 2 erfasst wird. Insbesondere ist es möglich, zu bestimmen, welche der Fehlerkorrektureinheiten, die Fehlerkorrektureinheit 2 oder die zweite Fehlerkorrektureinheit 15, defekt ist. Der Störungsvektor 7 könnte entsprechend modifiziert werden, um ein derartiges Ereignis anzugeben.
Der Störungsvektor 7 könnte z. B. als eine Zeichenfolge von Bits implementiert sein, in der jedes Bit angibt, ob ein vorgegebener Typ der Störung erfasst worden ist. Diese Typen könnten angeben, ob eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit 2 erfasst worden ist, ob eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit 15 erfasst worden ist oder ob es der Fehlerkorrektureinheit 2 oder der Fehlerkorrektureinheit 15 misslingt, den Fehlermerker 4a richtig zu setzen.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung und des Systems der Erfindung sind möglich, wie durch die Ansprüche angegeben ist. Insbesondere könnten die Verfahren mehrere weitere Schritte umfassen, um zu bestimmen, ob die Fehlerkorrektureinheit 2 defekt ist, und/oder um weitere Einzelheiten zu erzeugen, die die Art des Fehlers betreffen.
Außerdem könnten mehrere weitere redundante Fehlerkorrektureinheiten vorgesehen sein, sowohl um eine defekte Fehlerkorrektureinheit 2, 15 genauer zu identifizieren als auch um die Fehlertoleranz zu vergrößern.
Weil alle Signale von der Fehlerkorrektureinheit 2, der zweiten Fehlerkorrektureinheit 15 und/oder der Datenquelle 20 beinahe gleichzeitig zur Störungserfassungseinheit 3 übertragen werden könnten, könnten außerdem mehrere Vergleiche und Bestimmungsschritte gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden.
Zusammenfassung
Um eine defekte Fehlerkorrektureinheit (2) in einem eingebetteten System zu erfassen, wobei die Fehlerkorrektureinheit (2) Ausgangsdaten von einer Datenquelle (20) empfängt und bestimmt, ob die empfangenen Daten fehlerhaft sind, und wobei, falls die empfangenen Daten fehlerhaft sind, erwartet wird, dass die Fehlerkorrektureinheit (2) wenigstens einen Fehler in den empfangenen Daten korrigiert, die korrigierten Daten ausgibt und einen Fehlervektor (4) manipuliert, werden ein Verfahren und ein System (1a) vorgeschlagen, die es ermöglichen, die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit (2) mit wenigstens einem Referenzdatenelement zu vergleichen, wobei das wenigstens eine Referenzdatenelement wenigstens indirekt von der Datenquelle (20) stammt. Sowohl der Fehlervektor (4) als auch das Ergebnis des Vergleichs werden in eine Plausibilitätsprüfung eingegeben, um zu entscheiden, ob die Fehlerkorrektureinheit (2) defekt ist. Gemäß dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung wird ein Störungsvektor (7) manipuliert, um anzugeben, ob eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit (2) erfasst worden ist.

Claims

Verfahren zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit (2), bei dem die Fehlerkorrektureinheit (2) Ausgangsdaten von einer Datenquelle (20) empfängt und bestimmt, ob die empfangenen Daten fehlerhaft sind, und bei dem, falls die empfangenen Daten fehlerhaft sind, erwartet wird, dass die Fehlerkorrektureinheit (2) wenigstens einen Fehler in den empfangenen Daten korrigiert, die korrigierten Daten ausgibt und einen Fehlervektor (4) manipuliert, wobei der Fehlervektor (4) wenigstens angibt, ob ein Fehler korrigiert worden ist oder ob ein Fehler erfasst worden ist, aber nicht korrigiert werden konnte, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Vergleichen der Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit (2) mit wenigstens einem Referenzdatenelement, wobei das wenigstens eine Referenzdatenelement wenigstens indirekt von der Datenquelle (20) stammt, b. Prüfen der Plausibilität basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs und dem Fehlervektor (4), c. Manipulieren eines Störungsvektors (7) basierend auf dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung, wobei der Störungsvektor (7) angibt, ob eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit (2) erfasst worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdaten den Ausgangsdaten der Datenquelle (20) entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Störungsvektor (7) manipuliert wird, um eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit (2) anzugeben, falls a. sich die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit (2) nicht von den Referenzdaten unterscheiden und der Fehlervektor (4) einen Fehler in den empfangenen Daten angibt; oder b. sich die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit (2) von den Referenzdaten unterscheiden und der Fehlervektor (4) keinen Fehler in den empfangenen Daten angibt.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdaten die Ausgangsdaten einer zweiten Fehlerkorrektureinheit (15) sind, wobei die zweite Fehlerkorrektureinheit (15) die Ausgangsdaten von der Datenquelle (20) empfängt, bestimmt, ob die empfangenen Daten falsch sind, wenigstens einen Fehler in den empfangenen Daten korrigiert, falls ein Fehler erfasst wird, und die korrigierten Daten ausgibt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fehlerkorrektureinheit (15) wenigstens dann, wenn die empfangenen Daten falsch sind, aber der Fehler nicht korrigiert werden konnte, einen zweiten Fehlervektor (19) manipuliert, und bei dem der zweite Fehlervektor (19) außerdem zum Bestimmen der Plausibilität betrachtet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Störungsvektor (7) manipuliert wird, um eine Störung in der Fehlerkorrektureinheit (2) anzugeben, falls a. sich die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit (2) von den Referenzdaten unterscheiden; oder b. sich die Ausgangsdaten der Fehlerkorrektureinheit (2) nicht von den Referenzdaten unterscheiden, sich aber der Fehlervektor (4) von dem zweiten Fehlervektor (19) unterscheidet.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Störungsvektor (7) a. die defekte Fehlerkorrektureinheit (2) identifiziert; oder b. die Position von falsch korrigierten oder nicht korrigierten Daten identifiziert.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Störungsvektor (7) unter Verwendung eines Störungsflags (7a) verwirklicht ist.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Fehlervektor (4, 19) unter Verwendung eines Fehlerflags (4a, 19a) verwirklicht ist.
System (1a, 1b, 1c) zum Erfassen einer Störung in einer Fehlerkorrektureinheit (2), bei dem die Fehlerkorrektureinheit (2) Mittel zum Empfangen von Ausgangsdaten von einer Datenquelle (20), Mittel zum Bestimmen, ob die empfangenen Daten fehlerhaft sind, Mittel zum Korrigieren wenigstens eines Fehlers in den empfangenen Daten, falls die empfangenen Daten fehlerhaft sind, und Mittel zum Manipulieren eines Fehlervektors (4) umfasst, wobei der Fehlervektor so beschaffen ist, dass er wenigstens angibt, ob ein Fehler korrigiert worden ist oder ob ein Fehler identifiziert worden ist, aber nicht korrigiert werden konnte, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1a, 1b, 1c) zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergerichtet ist.
Computer-Programm, das in einem Computer, insbesondere in einem eingebetteten System, ausgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Computer-Programm so programmiert ist, dass es ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt, falls das Computer-Programm in dem Computer ausgeführt wird, wobei das Computer-Programm in einem Speicherelement, insbesondere in einer magnetischen oder einer optischen Speichervorrichtung, gespeichert ist.