JP2008269115A - メモリチェック装置及びメモリチェック方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 メモリ内容を破壊することなく、ＣＰＵ稼働中でも実行可能なメモリチェック装置及びメモリチェック方法を実現する。
【解決手段】 メモリのチェック対象データを読み出し、読み出した非反転データとその反転データを保持するデータ保持手段と、
前記保持された反転データを前記メモリのチェック対象データ上に書き込む、反転データ書き込み手段と、
書き込まれた反転データを読み出し、前記保持された反転データと比較し、一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第１のデータ比較手段と、
を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＡＭ等のメモリのセルスタック故障をチェックする、メモリチェック装置及びメモリチェック方法に関するものである。

ＲＡＭの機能試験では、各セルに"1"と"0"を書き込み、それを読み出すことにより検出することができる。しかし、隣接メモリセル間の相互干渉、あるいは同一メモリセルに集中的にアクセスした場合のそのセル自身及び隣接セルの故障やデコーダの各種故障は、簡単には検出できない。

そこで、これらの故障を検出するための各種テストパターンが非特許文献１に開示されている。ＲＡＭのビット容量をＮとすると、テストパターンには大別してＮ系，Ｎ１．５系，Ｎ２系のパターンがある。夫々、メモリセルヘのアクセス回数がＮ，Ｎ^1.5，Ｎ²に比例する。

図３は、Ｎ系の手法を説明する模式図である。図３（Ａ）は、スキャン"1"/"0"パターンであり、ＲＡＭ内の全ビットに"1"あるいは"0"を書き込んで、その後に読み出すパターンである。

このテストパターンを用いると、セルスタックの故障は検出できるが、デコーダの故障検出はできない。例えば、デコーダの多重選択故障で、２ビットが同時に選択されても、書き込みと読み出し時には２ビット同一情報であるので、故障検出は不可能となる。

図３（Ｂ）は、チェッカーボードパターンであり、"1"と"0"とでＲＡＭ内を市松模様に全ビットに書き込み、次に全ビットを読み出すパターンである。このパターンでは、着目ビットに対して隣接ビットがすべて逆情報となるので、拡散層でのパンチスルー電流によるセル間干渉故障やメモリセルのデータ保持特性の不良を検出することができる。

図３（Ｃ）は、マーチングパターンであり、まず全ビットに"0"を書き込む。１番地の"0"を読み出した後、"1"を書き込む。次に２番地の"0"を読み出し、"1"を書き込む。この動作を１番地からＮ番地まで全ビット行えば、すべての番地に"1"が書き込まれる。

そして、再び各番地に対して"1"を読み出し"0"を書き込むことを、１番地からＮ番地まで行う。このパターンにより、デコーダの無選択故障や多重選択故障、セルアレイのカップリソグ故障等、一応のＲＡＭ特性が試験できる。

Ｎ１．５系，Ｎ２系のテストパターン及びその特徴については、非特許文献１に詳細が開示されているので、説明を省く。

半導体計測評価辞典 著者：高柳邦夫・田島道夫・松井純爾 第３章 半導体集積回路の評価 第２節メモリＬＳＩの試験法 特開平３−１６０５３８号公報

従来手法による、メモリのセルスタック故障チェックでは、次のような問題がある。
（１）メモリのデバイス試験を目的としており、テストの実行により、メモリの内容が破壊される。

（２）従って、ＣＰＵが稼働中の場合、メモリデバイスの確認を実行することができない。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、メモリ内容を破壊することなく、ＣＰＵ稼働中でも実行可能なメモリチェック装置及びメモリチェック方法の実現を目的としている。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）メモリのチェック対象データを読み出し、読み出した非反転データとその反転データを保持するデータ保持手段と、
前記保持された反転データを前記メモリのチェック対象データ上に書き込む、反転データ書き込み手段と、
書き込まれた反転データを読み出し、前記保持された反転データと比較し、一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第１のデータ比較手段と、
を備えることを特徴とするメモリチェック装置。

（２）前記第１のデータ比較手段の判定結果が正常である場合に、
前記保持された非反転データを前記チェック対象データ上に書き込む、非反転データ書き込み手段と、
書き込まれた非反転データを読み出し、前記保持された非反転データと比較して一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第２のデータ比較手段と、
を備えることを特徴とする（１）に記載のメモリチェック装置。

（３）前記第１のデータ比較手段の判定結果が異常である場合に、
前記保持された非反転データを前記チェック対象データ上に書き込む、非反転データ書き込み手段を備えることを特徴とする（１）または（２）に記載のメモリチェック装置。

（４）前記メモリは、ＥＣＣメモリであることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のメモリチェック装置。

（５）メモリのチェック対象データを読み出し、読み出した非反転データとその反転データを保持するデータ保持ステップと、
前記保持された反転データを前記メモリのチェック対象データ上に書き込む、反転データ書き込みステップと、
書き込まれた反転データを読み出し、前記保持された反転データと比較し、一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第１のデータ比較ステップと、
を備えることを特徴とするメモリチェック方法。

（６）前記第１のデータ比較ステップの判定結果が正常である場合に、
前記保持された非反転データを前記チェック対象データ上に書き込む、非反転データ書き込みステップと、
書き込まれた非反転データを読み出し、前記保持された非反転データと比較して一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第２のデータ比較ステップと、
を備えることを特徴とする（５）に記載のメモリチェック方法。

（７）前記第１のデータ比較ステップの判定結果が異常である場合に、
前記保持された非反転データを前記チェック対象データ上に書き込む、非反転データ書き込みステップを備えることを特徴とする（５）または（６）に記載のメモリチェック方法。

本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）テストの実行により、メモリの内容が破壊されることがない。

（２）従って、ＣＰＵが稼働中でも、メモリデバイスの確認を実行することができる。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用したメモリチェック装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。

稼働中のＣＰＵ１００が使用しているメモリ２００のメモリバス２０１に、本発明を適用したメモリチェック装置３００が接続されている。メモリチェック装置３００は、シーケンス管理を司る制御部３０１、非反転データ保持手段３０２、反転データ保持手段３０３、選択手段３０４、バッファ手段３０５、データ比較手段３０６で構成されている。

非反転データ保持手段３０２は、制御部３０１のアクセス指令Ｃ１によりメモリバス２０１に読み出されたチェック対象データを、制御部３０１からの保持指令Ｃ２により、非反転データＤ１として保持する。

反転データ保持手段３０３は、非反転データＤ１を入力してこれを反転処理して、反転データＤ２として保持する。選択手段３０４は、非反転データＤ１及び反転データＤ２を入力し、制御部３０１からの選択指令Ｃ３により、非反転データＤ１または反転データＤ２を選択出力する。

バッファ手段３０５は、選択手段３０４から出力される非反転データＤ１または反転データＤ２を入力し、制御部３０１のアクセス指令Ｃ１及びエネーブル指令Ｃ４により非反転データＤ１または反転データＤ２をメモリ２００のチェック対象データに上書きして書き込む。

データ比較手段３０６は、選択手段３０４から非反転データＤ１または反転データＤ２を入力し、バッファ手段３０５から書き込まれたデータをアクセス指令Ｃ１で再び読み出した読み出しデータと比較し、一致または不一致の判定を実行し、判定結果Ｆ１またはＦ２を制御部３０１に通知する。

図２は、本発明を適用したメモリチェック装置の信号処理手順を示すフローチャートである。以下、本発明メモリチェック装置の時系列的なチェック処理の手順を、このフローチャートのステップＳ１乃至Ｓ１５に従って説明する。

ステップＳ１でメモリチェックのルーチンがスタートすると、ステップＳ２では、制御部３０１のアクセス指令Ｃ１でメモリ２００のチェック対象データにアクセスしてデータを読み出す。

ステップＳ３では、読み出されたデータを非反転データＤ１として非反転データ保持手段３０２で保持すると共に、これを入力する反転データ保持手段３０３で反転処理して、反転データＤ２として保持する。

ステップＳ４では、選択指令Ｃ３により選択手段３０４より反転データＤ２を選択し、ステップＳ５で、バッファ手段３０５を介して選択された反転データＤ２をメモリ２００のチェック対象データに上書きして書き込む。

ステップＳ６では、アクセス指令Ｃ１により、ステップＳ５で書き込まれた反転データＤ２を再びメモリ２００から読み出してデータ比較手段３０６に渡す。

ステップＳ７は、データ比較手段３０６で実行される第１の判定ステップであり、保持されている反転データＤ２とステップＳ６でメモリ２００から読み出した反転データを比較し、一致していれば正常、不一致であれば異常の判定結果Ｆ１を制御部３０１に通知する。

判定結果が正常の場合には、ステップＳ８に進み、選択指令Ｃ３により非反転データＤ１を選択する。ステップＳ９では、エネーブル指令Ｃ４及びアクセス指令Ｃ１により、バッファ手段３０６を介してメモリ２００のチェック対象データに非反転データＤ１を上書きして書き込む。

ステップＳ１０では、アクセス指令Ｃ１により、ステップＳ５で書き込まれた非反転データＤ１を再びメモリ２００から読み出してデータ比較手段３０６に渡す。

ステップＳ１１は、データ比較手段３０６で実行される第２の判定ステップであり、保持されている非反転データＤ１とステップＳ１０でメモリ２００から読み出した非反転データを比較し、一致していれば正常、不一致であれば異常の判定結果Ｆ２を制御部３０１に通知する。

判定結果が正常の場合には、ステップＳ１２に進みチェックルーチンを終了する。判定結果が正常の場合には、ステップＳ１３でＣＰＵ１００に異常を通知し、ステップＳ１２で終了する。

第１の判定ステップＳ７で不一致となり異常と判定された場合には、ステップＳ１４に進み、選択指令Ｃ３により非反転データＤ１を選択する。ステップＳ１５では、エネーブル指令Ｃ４及びアクセス指令Ｃ１により、バッファ手段３０６を介してメモリ２００のチェック対象データに非反転データＤ１上書きして書きみ、ステップＳ１３でＣＰＵ１００に異常通知し、ステップＳ１２で終了する。

制御部３０１は、メモリ２００のチェック対象データを順次選択して本発明の手順でチェックを実行することで、ＣＰＵ１００が稼動中にであってもメモリ内容を破壊することなしに全領域のチェックを実行することができる。

本発明のメモリチェック手法では、チェック対象データを一時的に反転データで上書きするため、データがプログラム領域のデータである場合にはプログラムの実行ができない場合がある。この場合は、制御部３０１は、プログラムの中断指令Ｃ５をＣＰＵ１００に渡し、チェック期間プログラムの実行を中断させることにより、対応することができる。

本発明のチェック対象メモリは、通常のＲＡＭ等に限定されるものではなく、何らかの原因でメモリ内のデータにエラーが起きた場合にそのエラーを検出して訂正する機能を備えたＥＣＣメモリ（Error Check and Correct Memory）にも適用することができる。

本発明を適用したメモリチェック装置の一実施形態を示すブロック線図である。 本発明を適用したメモリチェック装置の信号処理手順を示すフローチャートである。 従来のメモリチェック手法を説明する模式図である。

符号の説明

１００ ＣＰＵ
２００ メモリ
２０１ メモリバス
３００ メモリチェック装置
３０１ 制御部
３０２ 非反転データ保持手段
３０３ 反転データ保持手段
３０４ 選択手段
３０５ バッファ手段
３０６ データ比較手段

Claims (7)

1. メモリのチェック対象データを読み出し、読み出した非反転データとその反転データを保持するデータ保持手段と、
   前記保持された反転データを前記メモリのチェック対象データ上に書き込む、反転データ書き込み手段と、
   書き込まれた反転データを読み出し、前記保持された反転データと比較し、一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第１のデータ比較手段と、
   を備えることを特徴とするメモリチェック装置。
2. 前記第１のデータ比較手段の判定結果が正常である場合に、
   前記保持された非反転データを前記チェック対象データ上に書き込む、非反転データ書き込み手段と、
   書き込まれた非反転データを読み出し、前記保持された非反転データと比較して一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第２のデータ比較手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のメモリチェック装置。
3. 前記第１のデータ比較手段の判定結果が異常である場合に、
   前記保持された非反転データを前記チェック対象データ上に書き込む、非反転データ書き込み手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のメモリチェック装置。
4. 前記メモリは、ＥＣＣメモリであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のメモリチェック装置。
5. メモリのチェック対象データを読み出し、読み出した非反転データとその反転データを保持するデータ保持ステップと、
   前記保持された反転データを前記メモリのチェック対象データ上に書き込む、反転データ書き込みステップと、
   書き込まれた反転データを読み出し、前記保持された反転データと比較し、一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第１のデータ比較ステップと、
   を備えることを特徴とするメモリチェック方法。
6. 前記第１のデータ比較ステップの判定結果が正常である場合に、
   前記保持された非反転データを前記チェック対象データ上に書き込む、非反転データ書き込みステップと、
   書き込まれた非反転データを読み出し、前記保持された非反転データと比較して一致していれば正常、不一致であれば異常と判定する第２のデータ比較ステップと、
   を備えることを特徴とする請求項５に記載のメモリチェック方法。
7. 前記第１のデータ比較ステップの判定結果が異常である場合に、
   前記保持された非反転データを前記チェック対象データ上に書き込む、非反転データ書き込みステップを備えることを特徴とする請求項５または６に記載のメモリチェック方法。

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