JP3011522B2 - アレイのメモリ・セルの障害を検査する装置及び方法 - Google Patents
アレイのメモリ・セルの障害を検査する装置及び方法Info
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- JP3011522B2 JP3011522B2 JP4039449A JP3944992A JP3011522B2 JP 3011522 B2 JP3011522 B2 JP 3011522B2 JP 4039449 A JP4039449 A JP 4039449A JP 3944992 A JP3944992 A JP 3944992A JP 3011522 B2 JP3011522 B2 JP 3011522B2
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- G11C29/04—Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
- G11C29/08—Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
- G11C29/10—Test algorithms, e.g. memory scan [MScan] algorithms; Test patterns, e.g. checkerboard patterns
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- G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
- G06F11/10—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
- G06F11/1008—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices
- G06F11/1012—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices using codes or arrangements adapted for a specific type of error
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- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
Description
レイにおける障害ビット検査に関し、より具体的には、
寄生タイプの各種障害、すなわちメモリ・アレイのセ
ル"k"とセル"j"の間に望ましくない結合が存在するた
めに、セル"j"に書き込むと、セル"k"に意図的に書込
みをしていないにもかかわらず、セル"k"が変化するよ
うな障害を対象とした上記の検査に関する。
では、ハミング・コードが以前から使用されている。1
つの共通なタイプのメモリ誤り検出/データ訂正法は、
たとえば米国特許第4005405号に記述されてい
る。欠陥メモリ・ワードがあればその物理的位置(アド
レス)を記憶するための手段も用意されていて、訂正ワ
ードをその位置に再書込みすることができる。上記の米
国特許第4005405号、ならびに本発明者に既知の
類似の性質の他のすべての特許は、1つの共通の特徴、
すなわちビット障害のタイプが区別されないという特徴
をもっている。たとえば、寄生タイプのビット障害と他
のタイプのビット障害は区別されない。もちろん、未知
の望ましくない結合によって他のアレイ・セルの寄生的
障害を引き起こす(それ自体の検査の際には正しく機能
しているかもしれない)セルの位置を決定するための試
みもなされていない。
点を合わせていない。その理由は、障害の背後にある理
由がどうであれ、障害のあるセルまたはデータ・ビット
を誤りのないセルまたはデータ・ビットで置き換えるこ
とで満足していたからだと思われる。
は、アレイのメモリ・セルの障害を検査する方法及び手
段を提供することである。
中の他のセルの寄生的障害を引き起こすルート・セルの
位置を特定する方法及び手段を提供することである。
ート・セルのアドレス、ならびにルート・セルからの望
ましくない結合のために障害を起こした各寄生セルのア
ドレスを決定する方法及び手段を提供することである。
メモリ・セル・アレイの障害を検査する方法および装置
によって達成される。本発明においては、連続するビッ
ト1およびビット0の数が2進重みとなるようにそれぞ
れ割り当てられた、ハミング距離2n-1のハミング誤り
訂正コード・パターンを構成するn+1個の検査パター
ンが使用される。各検査パターンは、真数形及び補数形
のパターン・データの対を含み且つn+1個のシンドロ
ーム・ビットのうち上記2進重みと対応する特定のシン
ドローム・ビットと対応づけられる。すなわち、各検査
パターンは、特定のシンドローム・ビット位置をカバー
する。たとえば、1メガビット(220)メモリ・アレイ
を検査するためには、20+1個の検査パターンを必要
とし、各検査パターンは21個のシンドローム・ビット
のうちの対応1ビットと関連する。
ーンの各々のパターン・データがメモリ・アレイの各ア
ドレスに書き込まれる。各パターン・データが書き込ま
れる毎にメモリ・アレイの各アドレスの内容が読み取ら
れ、読み取った内容と書き込んだパターン・データとが
比較される。比較の結果障害セルが検出されたとき、障
害セルのアドレスが記憶される。また、記憶される障害
セルに対するシンドローム・ビットのうち、書き込んだ
パターン・データを含む検査パターンと対応するシンド
ローム・ビットが1にセットされて記憶される。すなわ
ち、比較の結果が解析され、各障害セル・アドレス毎
に、どの検査パターンが障害を起こしたかを表すシンド
ローム・ビットを生成する。各障害セルのこれらのシン
ドローム・ビット及びアレイ・アドレスが記憶される。
各障害セルに対するシンドローム・ビットは、「アドレ
ス」を形成し、それが障害を起こしたセルのアドレスと
排他的論理和を取られる。その結果が、結合(寄生的)
障害の原因になる障害セル(以下、ルート・セルとい
う)のアドレスである。
場合、観察されたセル障害は「固着」障害である。すな
わち、障害を起こしたセルは、逆戻りすることができな
いある永続状態にロックされた故障を含む。すべてのシ
ンドローム・ビットがすべて"1"ではないが、少なくも
1つが1である場合、障害を起こしたセルは寄生タイプ
の障害を受けている。
の寄生的障害の根本的原因になり得ることが観察されて
いる。したがって、複数の寄生的障害を生ずる単一のル
ート・セルを発見すると、関連の障害を起こした寄生セ
ルのすべてを交換するという従来の冗長な技法に従った
無駄の多い交換ではなく、その単一のルート・セルの効
率的な交換が可能になる。また障害機構が理解しやすく
なるので、将来の訂正されたメモリ・チップ設計におい
て寄生的障害に関連する望ましくない結合を避けること
ができる。
ずAで、ハミング単一誤りコード検査パターンを生成し
(1)、増分パラメータmを値0にセットする。一般
に、検査されるメモリ・アレイのサイズが2nである場
合、(1)で生成される検査パターンの数は、S0から
Snまでの(n+1)個である。但し、後述するよう
に、各検査パターンは、実際には真数形と補数形の2つ
のパターンを含む。
検査パターンS0+mを書き込む。最初はm=0なの
で、S0+m=S0の検査パターンを書き込む(2)。
書込みの完了時に、パターンS0を読み取り(3)、書
き込まれたパターン・データと読み取られたパターン・
データとを比較する(4)。比較されたデータが正しい
場合(5)、すべてのアドレスが検査済みかどうか判定
する(6)。ブロック6ですべてのアドレスが検査済み
でない場合、次のアドレスにアクセスし、同じ検査パタ
ーンS0を使用して動作を継続し、読取り(3)及び比
較(4)を繰り返す。
場合は(7)、障害アドレス(8)と、検査パターンS
0に対応するシンドローム・ビットとを誤りバッファ1
0に記憶し(9)、そのバッファを増分する。すべての
アドレスが検査済みとして記録されると、S0の補数形
パターン(S0C)(以下、補パターンという)を使用
して機能ブロック2、3、4及び9を繰り返す(1
2)。障害セル・シンドローム及び補パターンの性質
は、後述する単純化された16ビット・メモリに基づく
例を見れば明らかとなろう。すべてのアレイ・アドレス
を通してS0補パターン(SOC)の使用を完了(1
3)した後、mを+1増分し(14)、次にパターンS
1について、続いてパターンS1Cについて、機能2、
3、4及び9を繰り返す。最後に、所望のすべてのパタ
ーンによる増分パターンの検査がすべて完了する(1
5)。
と、図1のプロセス全体を繰り返して行なうが、アドレ
スは、最初に述べたように最下位から最上位にではな
く、今度は最上位から最下位に減分される(16)。こ
のアドレス減分の検査段階は、ビット位置間で逆のアド
レス・シーケンス結合があるかどうか、すなわちセル"
k"の変化がセル"j"の変化を引き起こすかどうかを確
認するために必要である。図1で先に行なったアドレス
増分の検査段階は、セル"j"の変化がセル"k"の変化を
引き起こすかどうかだけを確認するためのものである。
すべての増分アドレス及び減分アドレスについて、すべ
てのパターンが検査されると、誤りがあれば記録し(1
7)、図1の誤りバッファ10をソートし、シンドロー
ム・ビットを障害アドレス別に誤りバッファ18に記憶
する。同じ障害アドレスをもつすべてのシンドローム・
ビットの論理和を取り(19)、同じアドレスのすべて
のシンドローム・ビットが"1"である場合、そのアドレ
スに「固着障害」があると判断し(20)、そのアドレ
ス用の誤りマップ(22)に適当な記入が行われる(2
1)。
1つのシンドローム・ビットが"1"である場合、その障
害が「結合された(寄生的)障害」であると判断し(2
0)、それらのシンドロームと対応する障害アドレス
(24)との排他的論理和を取る(23)。結果を検査
して、最上位ビットが"1"であるかどうかを判定する
(25)。1であった場合、結果を補数化して(2
6)、結合された障害を引き起こしたルート・セルのア
ドレスを得る(27)。ルート・セルのアドレスは、最
上位ビットが"1"でない場合、直接入手可能であり(2
8)(補数化の必要なく)ゲート29を通過して(30
を介して)誤りマップ22に供給される。最後に、誤り
バッファ18を調べて、誤りマップ22に関するすべて
の障害アドレスが処理済みかどうかを判定する(3
1)。処理済みの場合、寄生ビット障害検査手順は完了
する。否の場合、検査プロセスを次の障害アドレスに進
める(32)信号を発生する(31)。
(寄生的)障害の例を参照することによって理解を深め
ることができる。説明を簡単かつ分かりやすくするため
に、16ビット・メモリを選択した。どの場合にも、ア
ドレス9のセルが、アドレス2のセルに結合障害を引き
起こす"ルート"セルであるものとしている。この障害
が、セル9が"0"に切り替わるときに生じるのか、それ
とも"1"に切り替わるときに生ずるかに関係なく、本発
明によれば、ルート・セルのアドレスは、障害シンドロ
ームと障害アドレスの排他的論理和を取ることによって
明らかになる。
レス2のセルが障害の結果として"1"になる場合。 障害シンドロームS3+S1C+SO = 01011 障害アドレス = 00010 排他的論理和 = 01001 ルート・セル 2.アドレス9のセルに"0"が書き込まれたとき、アド
レス2のセルが障害の結果として"0"になる場合。 障害シンドロームS3C+S1+SOC= 01011 障害アドレス = 00010 排他的論理和 = 01001 ルート・セル 3.アドレス9のセルに"1"が書き込まれたとき、アド
レス2のセルが障害の結果として"0"になる場合。 障害シンドロームS4C+SC2 = 10100 障害アドレス = 00010 排他的論理和 = 10110 補数 = 01001 ルート・セル 4.アドレス9のセルに"0"が書き込まれたとき、アド
レス2のセルが障害の結果として"1"になる場合。 障害シンドロームS4+S2 = 10100 障害アドレス = 00010 排他的論理和 = 10110 補数 = 01001 ルート・セル
数2n=24であるから、4+1=5つの検査パターンが
選択される。第1の検査パターンはS0/S0Cであ
り、第2の検査パターンはS1/S1Cであり、第3の
検査パターンはS2/S2Cであり、第4の検査パター
ンはS3/S3Cであり、第5の検査パターンはS4/
S4Cである。"C"は、補パターンを表わしている。5
つの16ビット検査パターンは、連続するビット0およ
び1の数が1、2、4、8、16の2進重みとなるハミ
ング単一誤り訂正コード・パターンを与え、2n-1のハ
ミング距離を有する。上記の例において、16ビット・
メモリのセル・アドレスは、左から0、1、2、3・・
・15となっている。前に述べたように、各検査パター
ンは1個のシンドローム・ビット位置と関連するから、
この5つの検査パターンの例の場合は、5ビットのシン
ドロームが得られる。以下では、便宜上、この5ビット
・シンドロームを(s4、s3、s2、s1、s0)で
表わすものとする。
が書き込まれたとき、アドレス2のセルに"0"が書き込
まれるべきであったにもかかわらず、結合の障害によっ
て、アドレス2のセルが"1"になった場合である。この
障害が生じるのは、アドレス9の検査パターン・ビット
が1、アドレス2の検査パターン・ビットが0になって
いる場合であり、これはパターンS3、S1C、S0の
場合に相当する。パターンS0で誤りが検出されたと
き、これは、第1の検査パターン(S0/S0C)で誤
りが検出されたことを表わし、このパターンに対応する
シンドローム・ビットs0(5ビット・シンドロームの
20の桁に対応するビット)が1にセットされる。パタ
ーンS1Cにおける誤り検出は、第2の検査パターン
(S1/S1C)で誤りが検出されたことを表わし、第
2のシンドローム・ビットs1(5ビット・シンドロー
ムの21の桁に対応するビット)が1にセットされる。
第3のパターンでは誤りが検出されないから、第3のシ
ンドローム・ビットs2(22の桁に対応するビット)は
0である。第4のパターンS3で誤りが検出されるか
ら、第4のシンドローム・ビットs3(23の桁に対応
するビット)が1にセットされる。第5のパターンでは
誤りが検出されず、従って第5のシンドローム・ビット
s4(24の桁に対応するビット)は0である。
のシンドローム・ビットの論理和を取る結果として得ら
れるシンドローム・ビットs4、s3、s2、s1、s
0=01011となる。これは、「障害シンドローム」
と記載されている値に対応する。この障害シンドローム
は、検出された障害アドレス00010(セル2のアド
レス)と排他的論理和を取られ、その結果、01001
が得られる。これは、ルート・セルのアドレス9を表わ
す。
が"0"に書き込まれたとき、アドレス2のセルが"0"に
なるのは、アドレス9の検査パターン・ビットが0、ア
ドレス2の検査パターン・ビットが1になっている場合
であり、これはパターンS3C、S1、S0Cの場合に
相当する。この場合は、シンドローム・ビットs0、s
1、s3が1であり、s2およびs4が0である。従っ
て、結果として得られる5ビット・シンドロームs4、
s3、s2、s1、s0=01011となる。この障害
シンドロームは障害アドレス00010と排他的ORを
とられ、01001が得られる。これは、ルート・セル
のアドレス9を表わす。
が"1"に書き込まれたとき、アドレス2のセルが"0"に
なるのは、アドレス9の検査パターン・ビットが1、ア
ドレス2の検査パターン・ビットが1になっている場合
であり、これはパターンS4C、S2Cの場合に相当す
る。この場合は、シンドローム・ビットs2、s4が1
であり、s0、s1、s3が0である。従って、結果と
して得られるシンドローム・ビットs4、s3、s2、
s1、s0=10100となる。この障害シンドローム
は障害アドレス00010と排他的ORをとられ、10
110が得られる。最上位ビットが1であるから、補数
形にされ、01001が得られる。これは、ルート・セ
ルのアドレス9を表わす。例の4.についても同様であ
る。
が、複数の結合障害(この場合、1つのルート・セルが
他の複数のアレイ・セルの結合障害を引き起こす)もこ
の開示された技法によって明らかになる。
ュータの現況技術のプログラミングによって容易に実行
できることに当業者なら気づくはずである。このような
場合、指定された回路ブロックは、ハミング誤り訂正コ
ード・パターンを構成する一連の検査パターンの各々を
メモリ・アレイに順次書き込む手段、メモリ・アレイの
内容を読取り、読み取った内容と書き込んだ検査パター
ンとを比較する手段、この比較に基づいて検査パターン
対応にシンドローム・ビットを発生する手段、障害セル
のアドレスを検出する手段、各障害セル毎に、障害セル
・アドレス及びシンドローム・ビットを記憶する手段、
各障害セル毎に、記憶されたシンドローム・ビットの論
理和を取る手段を含む。好ましい実施例では、このよう
な回路はまた、各障害セルについて論理和を取られたシ
ンドローム・ビットがすべて1であるかを判定する手
段、及び論理和を取られたシンドローム・ビットのすべ
てが1ではないが少なくとも1つが1である時、各障害
セル毎に、シンドローム・ビットと障害セルのアドレス
との排他的論理和をとる手段を含む。
セル中で寄生的障害をその他のタイプの障害と区別し、
またメモリ・アレイのルート・セルのアドレス、ならび
にルート・セルからの望ましくない結合のために障害を
起こした各寄生セルのアドレスを決定することができ
る。
るための装置の働きを表す単純化した流れ図の一部分で
ある。
るための装置の働きを表す単純化した流れ図の残りの一
部分である。
Claims (2)
- 【請求項1】2n個のメモリ・セルよりなるメモリ・ア
レイの障害を検査する方法において、 (a)連続するビット1およびビット0の数が2進重み
となるようにそれぞれ割り当てられた、ハミング距離2
n-1 のハミング誤り訂正コード・パターンを構成するn
+1個の検査パターンであって、その各々が、真数形及
び補数形のパターン・データの対を含み且つn+1個の
シンドローム・ビットのうち上記2進重みと対応する特
定のシンドローム・ビットと対応づけられる検査パター
ンの1つのパターン・データを上記メモリ・アレイの各
アドレスに書き込む段階と、 (b)上記メモリ・アレイの各アドレスの内容を読取
り、読み取った内容と書き込んだパターン・データとを
比較する段階と、 (c)上記比較の結果障害セルが検出されたとき、障害
セルのアドレスを記憶し、且つその障害セルに対するシ
ンドローム・ビットのうち、書き込んだパターン・デー
タを含む検査パターンと対応するシンドローム・ビット
を1にセットして記憶する段階と、 (d)上記検査パターンのすべてのパターン・データに
ついての検査が終了するまで、上記段階(a)〜(c)
を繰り返す段階と、 (e)各障害セル毎に、その障害セルに対するシンドロ
ーム・ビットのすべてのビットが1にセットされたかを
判定する段階と、 (f)各障害セルに対するシンドローム・ビットのすべ
てが1ではないが少なくとも1つが1である時、各障害
セルに対するシンドローム・ビットと当該障害セルのア
ドレスとの排他的論理和をとる段階とを含む方法。 - 【請求項2】2n個のメモリ・セルよりなるメモリ・ア
レイの障害を検査する装置において、 (a)連続するビット1およびビット0の数が2進重み
となるようにそれぞれ割り当てられた、ハミング距離2
n-1 のハミング誤り訂正コード・パターンを構成するn
+1個の検査パターンであって、その各々が、真数形及
び補数形のパターン・データの対を含み且つn+1個の
シンドローム・ビットのうち上記2進重みと対応する特
定のシンドローム・ビットと対応づけられる検査パター
ンの各々のパターン・データを上記メモリ・アレイの各
アドレスに書き込む手段と、 (b)各上記パターン・データを書き込む毎に上記メモ
リ・アレイの各アドレスの内容を読取り、読み取った内
容と書き込んだパターン・データとを比較する手段と、 (c)上記比較の結果障害セルが検出されたとき、障害
セルのアドレスを記憶し、且つその障害セルに対するシ
ンドローム・ビットのうち、書き込んだパターン・デー
タを含む検査パターンと対応するシンドローム・ビット
を1にセットして記憶する手段と、 (d)各障害セル毎に、その障害セルに対するシンドロ
ーム・ビットのすべてのビットが1にセットされたかを
判定する手段と、 (e)各障害セルに対するシンドローム・ビットのすべ
てが1ではないが少なくとも1つが1である時、各障害
セルに対するシンドローム・ビットと当該障害セルのア
ドレスとの排他的論理和をとる手段とを含む装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=24675640
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JP4039449A Expired - Lifetime JP3011522B2 (ja) | 1991-03-08 | 1992-02-26 | アレイのメモリ・セルの障害を検査する装置及び方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
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US (1) | US5392294A (ja) |
JP (1) | JP3011522B2 (ja) |
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