JP2002150795A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2002150795A
JP2002150795A JP2000345257A JP2000345257A JP2002150795A JP 2002150795 A JP2002150795 A JP 2002150795A JP 2000345257 A JP2000345257 A JP 2000345257A JP 2000345257 A JP2000345257 A JP 2000345257A JP 2002150795 A JP2002150795 A JP 2002150795A
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JP
Japan
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memory circuit
semiconductor integrated
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JP2000345257A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Tomiyama
浩史 冨山
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Renesas Micro Systems Co Ltd
Original Assignee
Renesas Micro Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ書込み動作でのデータ品質の向上を図
る。 【解決手段】 主メモリ部1への書込みデータは、別途
設けてある比較レジスタ部2にも書込みまれ、書き込み
後に、両者の読み出しデータを直ちにコンパレータ3で
比較し、その結果が一致すれば正常書込みと判断し、通
常処理を継続するが、不一致の場合には書込み制御部6
を介して再度データの書込みを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、メモリ回路を内
蔵する半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の拡散不良の影響を受け
やすいものの1つにメモリ回路がある。マイクロコンピ
ュータ等の半導体集積回路に内蔵されるRAM等のメモ
リ回路は、半導体集積回路上でのレイアウト配置で多大
な面積を占有しており、拡散不良の影響を受けやすい。
また、近年、半導体集積回路は、ノイズ等の影響による
誤動作の1つとして、各種メモリ回路への誤書込みの問
題を抱えている。
【0003】この誤書込みへの要請に対して、半導体集
積回路本体をノイズに対して強い回路構成、レイアウト
構成とすることで市場要求に応えており、ソフトウエア
面においてはソフトウエア負担により、書込み状態のチ
ェックを行うことにて対処しているのが一般的な方法で
ある。
【0004】半導体集積回路に内蔵されるメモリ回路の
従来例の構成を図7に示す。従来でのメモリ回路では、
書込み動作時に通常のメモリ部にデータを書き込むと同
時に、ECCメモリ部にはECCコントロール部のEC
Cコード生成部で造られた補正データ(nBIT長)を
書き込む。
【0005】読み出し動作時に、メモリ部のデータと補
正データに基づいたECCコントロール部内でのECC
訂正部によりデータ補正を行い、データとしてデータバ
スに出力することで、メモリデータの品質の向上を図っ
ていた。いわゆるECC動作と言われるものである。図
8は、ECCコード生成の概念を示す図である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のECC
を利用した例では、1ビット不良に対応可能なものを記
述しているが、回路構成により、2ビット,3ビット不
良に対しても対応は可能となる。しかし、それに伴い、
回路が複雑となり、レイアウト面積の拡大を招き、期待
される効果に対しデメリット(面積拡大による価格向
上)が顕著になってしまう。
【0007】また、ソフトウエア面での対応方法とし
て、メモリへの正常なデータ書込みを確認するために、
データの書込み後、同アドレスをリードして書込みデー
タとの一致を確認することが可能である。しかし、これ
はソフトウエア負担を招くという欠点がある。
【0008】この発明の目的は、レイアウト面積の拡大
を招くことなく、書込みデータの品質保証が可能とな
り、また、ユーザープログラムの負担を軽減することが
可能となるメモリ回路を内蔵する半導体集積回路を提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、メモリ回路
と別途設けられた比較レジスタと、メモリ回路から読み
出されたデータと比較レジスタから読み出されたデータ
を比較するコンパレータと、メモリ回路へのデータの書
込み動作時に、比較レジスタにもデータの書き込みを行
い、書き込み後、直ちにメモリ回路から読み出されたデ
ータと比較レジスタから読み出されたデータを前記コン
パレータで比較を行った結果、不一致検出の場合にCP
Uのウエイト処理を実施し、再度メモリ回路にデータの
書き込み動作を行う手段と、を備えることを特徴とす
る。
【0010】この発明は、特に主たるメモリ回路への書
込みデータは、別途設けてある比較レジスタにも書込み
まれ、両者の読み出しデータをコンパレータで比較し、
その結果が一致すれば正常書込みと判断し、通常処理を
継続するが、不一致の場合には追加書込みを行うこと
で、データ書込み動作でのデータ品質の向上を図るもの
である。
【0011】その結果、ソフトウエアの負担を必要とせ
ず、ハードウエア上で通常動作中にメモリ回路への書き
込みデータの監視と、誤書込み判定時に再書込みを実現
可能とする。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0013】図1は、この発明の半導体集積回路に内蔵
されるメモリ回路部の第1の実施の形態を示す構成図で
ある。図1に示すメモリ回路部は、主メモリ部1と、主
メモリ部1に書き込まれたデータと比較するためのデー
タを書き込む比較レジスタ部2と、主メモリ部1と比較
レジスタ部2から読み出されたデータを比較し、比較結
果によりCPUの制御を行うCPUWAIT信号4を出
力するコンパレータ3と、主メモリ部1および比較レジ
スタ部2へのデータ書込みを制御する書込み制御部6
と、読み出し制御部7と、アドレス指定を行うアドレス
制御部5とで構成される。
【0014】CPUWAIT信号4の制御により主メモ
リ部1への追加書込みを行うために、書込み制御部6
は、CPUWAIT信号4を受け取り追加書込みを行う
ための制御を含む。
【0015】次に、図1に示す実施の形態の動作につい
て説明する。
【0016】主メモリ部1と比較レジスタ部2にデータ
を書き込む場合、まず、アドレスバスからアドレス制御
部5を介して主メモリ部1のアドレスが決定される。次
に、主メモリ部1と比較レジスタ部2にデータバスから
書き込み制御部6を介して(8BIT)データが書き込
まれる。
【0017】主メモリ部1と比較レジスタ部2への書き
込み終了後、直ちに、主メモリ部1から読み出された
(8BIT)データと、比較レジスタ部2から読み出さ
れた(8BIT)データとをコンパレータ3により比較
する。
【0018】コンパレータ3の出力信号であるCPUW
AIT信号4は、比較データが一致の場合は“L”とな
り、不一致の場合は“H”となる。“L”の場合は、正
常書込みであると判断され、CPUは通常動作を継続す
る。しかし、“H”の場合、CPUは、通常動作の保留
を実施し、比較レジスタ部2のデータを追加書込みデー
タとして書込制御部6を経由して主メモリ1へ再書込み
動作を行う。
【0019】この一連の動作は、CPUWAIT信号4
が“L”になるまで繰り返されるため、誤ったデータが
読み出されることによるICの誤動作を防ぐことができ
る。
【0020】次に、半導体集積回路に内蔵されるメモリ
回路部の第2の実施の形態について説明する。図2は、
第2の実施の形態を示す構成図である。
【0021】第2の実施の形態は、カウンタを追加する
ことにより追加書き込み動作停止機能を付加するもので
ある。図1の構成において、主メモリ部1の物理的不具
合(例えば破壊による)などの場合には、永久にデータ
の書き込みはできない。その結果、無限ループ動作を行
うことになってしまう。そのため、図2に示すようなカ
ウンタ9を追加する。カウンタ9では、CPUWAIT
信号4の発生数をカウントし、特定カウント数に至った
場合にCPUINT信号8を出力する構成とする。
【0022】仮にカウント数が10になると、10回追
加書込みを実施しても書き込めなかったことを意味する
ので、このアドレスへの正常書込みはできないことと判
断し、CPUINT信号8を出力し、CPUにその旨の
警告を促すこととする構成が可能である。
【0023】次に、第3の実施の形態について説明す
る。図1では、追加書き込み時のデータは、比較レジス
タ部2のデータを使用することとしたが、本来のデータ
を再度処理するとことも可能である。これを図3に示
す。図3において、CPUWAIT信号4をCPU側へ
送り、制御することで、書き込み動作を実行させた命令
処理を再実行させる。再度、同じ命令実行状態とするこ
とでデータバスからデータの受け直しが可能となる。
【0024】次に、第4の実施の形態について説明す
る。図1では、コンパレータ3で8BITデ−タの比較
を実施しているが、主メモリ部1のデータと、比較レジ
スタ部2のデータを、それぞれ排他的論理和をとること
でbit数の変更を行い、比較することも可能である。
【0025】図4に第4の実施の形態を示す。主メモリ
部1からのデータと、比較レジスタ部2からのデータを
それぞれ演算部7に入力し、ここで排他的論理和をとる
ことでbit長の変更を行う。これによりコンパレータ
3での入力bit数の低減が可能となり、コンパレータ
回路の負担(回路数、レイアウト面積)の削減が可能と
なる。排他的論理和などの実施方法は一般的なため詳細
は割愛する。
【0026】次に、第5の実施の形態について説明す
る。実際に不良が発生した場合に、不良アドレスを記憶
するアドレスカウンタ保持回路をアドレス制御部5内に
追加し、CPUWAIT信号4でアドレスラッチするこ
と、不良アドレスのレジスタを設置すること、このアド
レスデータをリードすることにより不良アドレスの認識
が可能となり、不具合解析が容易になる。これを図5に
示す。
【0027】また、不良発生時において、ユーザーは本
仕様を活用することにより、不良アドレス以外のアドレ
スへのデータの書き込みを実施することが可能となる。
このソフトウエア例を図6のフローチャートに示す。ス
テップ100において、CPUWAIT信号が発生する
と、ステップ101において、アドレスカウンタ保持回
路をリードして不良アドレスを確認し、ステップ102
において、不良アドレスをインクリメントし、ステップ
103において、インクリメントされたアドレスを書き
込みアドレスとして指定し、ステップ104において、
指定したアドレスに、再度データを書き込む。次に、ス
テップ105に進み、通常動作を継続する。
【0028】なお、上述した実施の形態ではRAMでの
構成を記述しているが、他の実施の形態としてEEPR
OM、FLASHメモリなどのRead/Write可
能なメモリ回路に対しても同様な効果を得ることが可能
となる。
【0029】従来のECC仕様時では、メモリnBIT
に対してアドレス毎にmBITのECCメモリ部が必要
なため、その分の多大なメモリ回路を有する必要がある
が、この発明は、書込み動作時にのみ、その動作を実施
するため1アドレス分のみの回路で十分となる。また、
ECCコード生成部、ECC訂正部も不要なため、レイ
アウト面積を最小に抑えることが可能となる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、メモ
リ回路に書き込まれたデータの読み出しを行い、比較レ
ジスタのデータとコンパレータ回路により比較を実施
し、それらデータの一致/不一致の確認を可能としてい
るため、メモリ回路に正常なデータが書き込まれたこと
のチェックが可能となる。その結果、一致していない場
合は、割り込み処理により、再度書込み動作を実施す
る。
【0031】書込みセル不良(製造、経年変化による不
良に起因する)に依存しない誤書込み(例えばノイズ等
の影響によるもの)であれば、正常書込みを確認するま
で追加書込みを実施することで、書込みデータの品質保
証が可能となる。
【0032】これは通常動作状態でハードウエアにて実
施されるため、ソフトウエア負担を必要としないばかり
か、効果を得られる工程が出荷前、出荷後(実使用状
態)と、幅広く使用することができる。
【0033】また、不一致アドレス保持回路を保有して
いるため、書込み不良のあったアドレスを外部よりチェ
ックすることも可能であるため、解析の容易性も兼ね備
えている。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の半導体集積回路に内蔵されるメモリ
回路部の第1の実施の形態を示す構成図である。
【図2】第2の実施の形態を示す構成図である。
【図3】第3の実施の形態を示す構成図である。
【図4】第4の実施の形態を示す構成図である。
【図5】第5の実施の形態を示す構成図である。
【図6】不良アドレス以外のアドレスへのデータの書き
込みを実施するソフトウエア例を示すフローチャートで
ある。
【図7】半導体集積回路に内蔵されるメモリ回路の従来
例の構成を示す図である。
【図8】ECCコード生成の概念を示す図である。
【符号の説明】
1 主メモリ部 2 比較レジスタ部 3 コンパレータ 4 CPUWAIT信号 5 アドレス制御部 6 書込み制御部 7 読出し制御部 8 CPUINT信号 9 カウンタ 10 演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11C 7/00 311 G11C 7/00 311G 16/02 17/00 601Z 16/06 631 Fターム(参考) 5B018 GA05 GA07 HA01 KA12 NA01 QA15 5B025 AD01 AD04 AD05 AD16 AE08 AE09 5B062 AA08 JJ05 5L106 AA10 BB01 BB11 DD03 DD24 GG07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メモリ回路と別途設けられた比較レジスタ
    と、 メモリ回路から読み出されたデータと比較レジスタから
    読み出されたデータを比較するコンパレータと、 メモリ回路へのデータの書込み動作時に、比較レジスタ
    にもデータの書き込みを行い、書き込み後、直ちにメモ
    リ回路から読み出されたデータと比較レジスタから読み
    出されたデータを前記コンパレータで比較を行った結
    果、不一致検出の場合にCPUのウエイト処理を実施
    し、再度メモリ回路にデータの書き込み動作を行う手段
    と、を備えることを特徴とするメモリ回路を内蔵する半
    導体集積回路。
  2. 【請求項2】前記不一致検出の場合に前記比較レジスタ
    部から読み出されたデータを使用して再度メモリ回路に
    データ書き込み動作を行うことを特徴とする請求項1に
    記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】前記不一致検出の場合に前記CPUに書き
    込み動作を実行させる命令を送り、再度メモリ回路にデ
    ータの書き込み動作を行うことを特徴とする請求項1に
    記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】前記CPUのウエイト処理の発生数をカウ
    ントするカウンタを備え、カウンタが特定カウント数に
    至った場合に正常書込みできなかったことをCPUに通
    知することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】前記メモリ回路から読み出されたデータ
    と、比較レジスタから読み出されたデータを、それぞれ
    排他的論理和をとることでビット数の変更を行い、前記
    コンパレータで比較を行うことを特徴とする請求項1〜
    4のいずれかに記載の半導体集積回路。
  6. 【請求項6】不良アドレスを記憶するアドレスカウンタ
    保持回路を備え、不一致検出の場合にアドレスをラッチ
    して不良アドレスを認識することを特徴とする請求項1
    〜5のいずれかに記載の半導体集積回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012128922A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Toshiba Corp 半導体記憶装置及びそのテスト方法
JP2016186835A (ja) * 2010-11-18 2016-10-27 サムスン セミコンダクター,インコーポレーテッド メモリ書込みエラー訂正回路

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