HU188036B - Kapcsolási elrendezés félvezető tárolók hibakorrekciójához és öndiagnosztikájához - Google Patents

Abstract

Félvezető tárolók hibajavításához és autodiagnosztizálásához alkalmazható kapcsolási elrendezésben a komprimált redundanciájú tárolóhoz, amelyre jellemző az információs és redundancia bitekkel rendelkező szószervezés, hibajavító és diagnosztizáló automata áramkör kapcsolódik, amelyben az adatbusz (1) a tárolón (3) kívül multiplexeren (5) keresztül paritásszó képző hibajavítókód generátorral (6) csatlakozik, amelynek hibajavítókód kimenete (11) egyrészt hibamintadekóder (12) bemenetére, másrészt hibahelytároló (14) adatbemenetére kapcsolódik, míg a hibamintadekóder (12) kimenete egyrészt hibajavító áramkör (16) vezérlőbemenetével (15), másrészt hibahelyképző logika (18) adatbemenetével (17) van összekötve, és a hibahelyképző logika (18) kimenete (19) a hibahelytároló (14) vezérlőbemenetére (20) csatlakozik, amelynek címbemenete (21) címbusz (22) magasabb helyiértékű bitvezetékeivel van összekötve, míg a hibahelytároló (14) kimenete optikai kijelzőegységgel (23) van összekapcsolva, valamint a tároló (3) adatkimenete (24) egyrészt a multiplexer (5) további adatbemeneteire (25), másrészt a hibajavító áramkör (16) adatbemenetére csatlakozik (ábra).

Description

A találmány tárgya félvezető tárolók hibakorrekciójához és öndiagnosztikájához számítógépekben alkalmazható kapcsolási elrendezés, amely az adatforgalom biztonságát növelő hibajavítókódképző generátorral, valamint híbaellenőrző és -javító áramkörrel rendelkezik.

A szakirodalomból ismert, hogy félvezető tárolók megbízhatóságát úgynevezett redundancia bitek alkalmazásával növelni lehet. A redundancia bitek képzése úgy történik, hogy minden javítandó bitnek megfeleltetnek egy hibajavító kódot (redundancia bit kombinációt), amelyet paritásgenerátorokkal állítanak elő. Ezek a kódok alkotják a paritásmátrix oszlopvektorait. A paritásmátrixnak annyi oszlopvektora van, ahány bites az a memória szó, amelyben a hibát felderíteni, illetve javítani akarják, és annyi sorvektora van, amennyi a redundancia bitek száma.

A paritásszó valamelyik redundancia bitjének előállításához azokból a bitekből kell paritást képezni, amelyeknél a megfelelő sorvektor logikai 1-et tartalmaz.

Memóriába íráskor a paritásszót az adatbitekkel együtt a memóriába írják. Olvasáskor a kiolvasott adatbitekből az előzőekkel azonos módon előállítják az ellenőrző kódot, és összehasonlítják a memóriában eltárolt hibajavító kóddal. Hibamentes esetben az összehasonlítás eredményeként előálló hibaminta minden bitje logikai 0.

Egy bizonyos bit hibája esetén a hibaminta azonos lesz az illető bithez rendelt hibajavító kóddal, és így a hiba helye azonosítható és invertálással javítható.

Ismert továbbá, hogy „d” hosszúságú memóriaszónál egyetlen hibát „c” ellenőrző bittel lehet javítani. A szükséges ellenőrző bitek számát a jól ismert Hamming-képlettel lehet meghatározni:

2^e = d + c+l

Ez azt jelenti, hogy tizenhat bites memóriaszó esetén legalább öt redundancia bitre van szükség.

A 2^c-d-c-l számú kombinációk úgynevezett kettős hiba felderítésére használhatók.

Az eddig ismert megoldásokban a memória írásvédelmi bitet nem rendelik a redundancia bitek felügyelete alá és például tizenhat információs bithez olyan kódsorozatokat használnak, mely előállítására a leggyakrabban használt kilenc bites paritásgenerátor nem elegendő. További hiányosságuk, hogy a redundancia biteket csak hibajavításra használják, autodiagnosztikára nem.

A találmánnyal célunk olyan kapcsolási elrendezés létrehozása, amellyel a hibajavítás és az autodiagnosztika egyszerűen, bonyolultabb paritásgenerátorok nélkül elvégezhető és az áramköri meghibásodások rövidebb idő alatt, speciális műszerek nélkül kijavíthatok.

Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy az általánosan hasznúlatos kilenc bites paritásgenerátorok is alkalmazhatók, így az áramkör egyszerűbbé, olcsóbbá és megbízhatóbbá tehető, ha a megszokott kódkombinációktól oly módon eltérünk, hogy a kettős hiba felfedésének hatékonysága lényegesen ne változzon. Ha az írásvédelmi bitet is bevonjuk az ellenőrző bitek felügyelete alá, illetve ha egyszeres hiba esetén a hibaminta kódját az ?

aktuális memóriacím magasabb helyiértékeivel együtt - a memória IC-n belül a használt címbiteket elhagyva - olyan tárolóba írjuk be, amelynek a kimenetére optikai kijelzőegység csatlakozik, úgy ez autodiagnosztizálásra is felhasználható, azaz a hibás IC pozíciójának gyors, külön műszer vagy mérés nélküli azonosítására alkalmas.

A kitűzött feladatot a találmány értelmében félvezető tárolók hibajavítására és autodiagnosztizálására alkalmas kapcsolási elrendezéssel oldottuk meg, amelyben adatbusz egy tároló és egy multiplexer adatbemenetéhez van vezetve, amelynek adatkimenete paritásmátrix generátorra csatlakozik, és a paritásmátrix generátor paritásszó kimenete a tároló paritásszó bemenetével, míg utóbbi paritásszó kimenete a paritásmátrix generátor paritásszó bemenetével van összekötve, továbbá a paritásmátrix generátor hibajavítókód-kimenete egy hibamintadekóder és egy hibahelytároló adatbemenetére csatlakozik, míg a hibamintadekóder vezérlőkimenete egyrészt egy hibajavító áramkör vezérlőbemenetéhez, másrészt hibahelyképző logika vezérlőbemenetéhez van vezetve, amelynek kimenete a hibahelytároló vezérlőbemenetével van összekötve, míg a hibahelytároló címbemenete címbusz magasabb helyiértékű bitvezetékeire, és a hibahelytároló kimenete optikai kijelzőegységre csatlakozik.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyösen alkalmazható minden olyan esetben, ahol nagy megbízhatóságot kell gazdaságosan, kis energiafogyasztás és nagy tárolókapacitás mellett biztosítani. A vázolt kivitel, tehát az autodiagnosztika és a hibahelyek automatikus kijelzése erősen csökkenti a szervizköltségeket, feleslegessé teszi a karbantartást és lehetővé teszi a mérőműszerek nélküli gyors javítást.

A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyben a kapcsolási elrendezés példakénti kiviteli alakjának blokkvázlatát tüntettük fel.

Az ábrán a bitvezetékek számát a szakterületeken is használt egyvonalas kapcsolási rajz szabályainak megfelelően tüntettük fel.

Mint az ábrán látható, tizenhat + egy bites 1 adatbusz huszonkét bites 3 tároló 2 adatbemenetére, valamint 5 multiplexer 4 írás-adatbemenetére csatlakozik. Az 5 multiplexer kimenete hibajavítókód 6 generátor bemenetével van összekötve. Ez a 6 generátor hagyományos kiienc bites paritásgenerátorral van megvalósítva. A 6 generátor öt bites paritásszó 7 kimenete a 3 tároló paritásszó 8 bemenetére, míg a 3 tároló ugyancsak öt bites paritásszó 9 kimenete a 6 generátor paritásszó 10 bemenetére csatlakozik. A 6 generátor hibajavító kód 11 kimenete egyrészt 12 hibamintadekóder bemenetéhez, másrészt 14 hibahely tároló 13 adatbemenetéhez van vezetve. A 12 hibamintadekóder kimenete egyrészt 16 hibajavító áramkör 15 vezérlőbemenetével, másrészt 18 hibahelyképző logika 17 adatbemenetével van összekötve. A 18 hibahelyképző logika 19 kimenete a 14 hibahelytároló 20 vezérlőbemenetére csatlakozik, amelynek 21 címbemenete 22 címbusz magasabb helyiértékű bitvezetékeire csatlakozik, és a 14 hibahelytároló kimenete jelen példánkban LED-ekből álló optikai 23 kijelzóegységgel van

188 036 összekötve. A 3 tároló 24 adatkimenete egyrészt az 5 multiplexer további 25 adatbemenetére, másrészt a 16 hibajavító áramkör 26 adatbemenetére van csatlakoztatva, amelynek 27 adatkimenete a kapcsolási elrendezés kimenetével azonos. ⁵ íráskor az információs bitek (tizenhat adatbit + egy írásvédelmi bit) az 5 multiplexeren keresztül a hibajavító kód 6 generátorba kerülnek, amely öt bites paritásszót képez és a tizenhét információs bittel együtt beírja a 3 tárolóba.

Az olvasás során a tizenhét információs bit a 3 tárolóból az 5 multiplexeren keresztül a hibajavító kód 6 generátorba kerül, amely előállítja a hibaminta kódját, majd ezt összehasonlítja a 3 tárolóból kiolvasott öt bites paritásszóval. Az összeha- ¹⁵ sonlítás eredményeképpen egy ugyancsak öt bites hibamintát állít elő, amely jellemző a hiba helyére.

Ez a hibaminta a 12 hibamintadekóderen keresztül, amely jelen példában 5-ből 32-re demultiplexerként van kialakítva, vezérli egyrészt a 16 hibajavító ²⁰ áramkört, másrészt a 18 hibahelyképző logikát.

A példaként exluzív NEM-VAGY kapukból felépített 16 hibajavító áramkör egyszeres hiba esetén elvégzi a megfelelő hibajavítást a kilenc információs biten, majd továbbítja azokat továbbfelhaszná- 25 lásra a 27 kimeneten keresztül. A 18 hibahelyképző logika kettős hiba esetén a kettős hibát is kijelzi a kezelő számára, míg egyszeres hiba esetén a 14 hibahelytárolót 20 vezérlőbemenetén keresztül oly módon hajtja meg, hogy beírja az öt bites hibamin- 30 tát és a magasabb helyiértékű címbiteket, és ezeket a 23 kijelzőegységen megjeleníti.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél hibajavításra és autodiagnosztizálásra a hexadecimális 3,5,7,9,B,C,D,E, 12,13,14,15,16,18,19,1 A,IC hibajavító kódok, míg autodiagnosztizálásra a hexadecimális 1,2,4,8,10 hibajavító kódok alkalmazhatók.

Claims (1)

1. Kapcsolási elrendezés félvezető tárolók hibajavításához és autodiagnosztizálásához azzal jellemezve, hogy adatbusz (1) tároló (3) adatbemenetére (2) és multiplexer (5) írás-adatbemenetére (4) van csatlakoztatva, amelynek kimenete hibajavítókód generátor (6) bemenetével van összekötve, és a generátor (6) paritásszó kimenete (7) a tároló (3) paritásszó bemenetére (8), és a tároló (3) paritásszó kimenete (9) a generátor (6) paritásszó bemenetére (10) csatlakozik, amelynek hibajavítókód kimenete (11) egyrészt hibamintadekóder (12) bemenetéhez, másrészt hibahely tároló (4) adatbemenetéhez (13) van vezetve, és a hibamintadekóder (12) kimenete egyrészt hibajavító áramkör (16) vezérlőbemeneléveí (15), másrészt hibahelyképző logika (18) adatbemenetével (17) van összekötve, és a hibahely képző logika (18) kimenete (19) a hibahelylároló (14) vezérlőbemenetére (20) csatlakozik, melynek címbemenete (21) címbusz (22) magasabb helyiértékü bitvezetékeire kapcsolódik, és a hibahelytároló (14) kimenete optikai kijelzőegységgel (23) van összekötve, továbbá a tároló (3) adatkimenete egyrészt a multiplexer (5) további adatbemenetére (25), másrészt a hibajavító áramkör (16) adatbemenetére (26) csatlakozik.