JP4192154B2 - エラー訂正のためのデータの分割 - Google Patents
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Description
誤り符号の1つの一般的な使用法は、コンピュータシステムのメモリに格納されたデータに対しエラーを検出し訂正するというものである。
たとえば、データを1つまたは複数のメモリデバイスに格納する前に、誤り訂正ビットまたは検査ビットをデータに対して生成することができる。
この誤り訂正ビットをデータに付加することにより、メモリに格納されるデータ構造を提供する。
このデータを1つまたは複数のメモリデバイスから読み出す時、検査ビットを使用してデータ内のエラーを検出しまたは訂正することができる。
エラーは、たとえば、コンピュータシステムにおける不良コンポーネントまたはノイズによってもたらされる可能性がある。
不良コンポーネントには、不良ピン等、不良メモリデバイスまたはコンピュータシステム内のデバイス間の不良データ経路があり得る。
パーソナルコンピュータで使用される1つの簡単な技法は、パリティチェックとして知られている。
パリティチェックは、1つのデータに関連する単一ビットを利用して、データにシングルビットエラーがあるか否かを判断する。
パリティチェックでは、多ビットエラーを検出することはできず、エラーを訂正する手段は提供されない。
サーバ等のより高精度なシステムでは、いくつかのエラーを検出して訂正するために誤り訂正符号(ECC)を使用する。
誤り訂正符号(ECC)は、1つのデータに関連するビット群または符号から構成される。
一般的なECCシステムは、64ビットのデータに対し8つのECCビット(検査ビット、訂正ビット)を使用する場合がある。
ECCビットは、シングルビットエラーを検出し訂正するためかまたはダブルビットエラーを検出するために、十分な情報をECCアルゴリズムに提供する。
チップキルという用語は、メモリにおける多ビットエラーを訂正することができることを指し、この場合、多ビットエラーはメモリデバイスの幅に基づく。
たとえば、4ビット幅の32メガビットダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)デバイスの場合、チップキル機能をサポートするシステムは、メモリデバイスにおいて4ビット幅エラーを訂正することができる。
このため、チップキルをサポートする4ビット幅構成に編成されたDRAMサイクル(たとえば、読出し動作、書込み動作)中のDRAMチップ全体の障害により、システムが障害を起こさない。
任意の1つのメモリデバイスにおいて多ビットエラーが発生した場合に、チップキルによって、システムは動作することができる。
この概要は、本発明の広範囲にわたる概観ではない。
その唯一の目的は、後に提示するより詳細な説明に対する序文として簡単な形態で本発明の何らかの全般的な概念を提示することである。
メモリシステムに格納されるコードワードを受け取り、複数のニブルに分割する。
それらニブルは、複数のメモリデバイスの幅に対応するビット幅を有する。
データのブロックの複数の連続したニブルを複数のメモリデバイスのそれぞれに格納することにより、分割されたコードワードを複数のメモリデバイスに格納する。
複数のメモリデバイスからデータの複数のチャンクを読み出す。
ここで、各チャンクは、複数のメモリデバイスのそれぞれからのニブルを含み、それらニブルは、1つまたは複数の対応するメモリデバイスの幅に対応する幅を有する。
複数のチャンクからのニブルを結合することにより、コードワードを生成する。
そこで、複数のメモリデバイスのそれぞれからのニブルは、コードワードにおいて隣接している。
データバッファが、複数のメモリデバイスからビットのチャンクを読み出し、かかる複数のメモリデバイスにビットのチャンクを書き込む。
データコンバイナが、バッファによって読み出されたビットのチャンクを受け取り、それらチャンクをメモリデバイスのうちの少なくとも1つに対応する幅を有する複数のニブルに分離し、それぞれのチャンクにおける相対位置が同じであるニブルをコードワードにおいて互いに隣接するように配置することにより、コードワードを形成する。
データセパレータが、コードワードを受け取り、そのコードワードを、バッファによってメモリデバイスに格納されるように複数のチャンクに分離する。
データセパレータは、コードワードを、複数のメモリデバイスのうちの少なくとも1つの幅に対応する幅を有する、複数の連続したニブルに分割し、それらニブルを隣接するニブルのグループに分割し、各グループのニブルがそれらのそれぞれのチャンクにおいて同じ相対位置にあるようにニブルの各グループから1つのみのニブルを有するビットのチャンクを生成する。
しかしながら、この発明は、示される正確な構成および手段に限定されない、ということが理解される。
複数のエラー検出・訂正ビットとデータビットとを有するコードワードを、ニブルに分割する。
コードワードにおいて互いに隣接するニブルを、共通する物理伝送媒体で送信しかつ/または共通する物理記憶媒体に格納する。
共通する物理媒体の障害の場合、コードワードがその物理媒体から復元される時、障害により隣接するニブルにエラーが生じる。
言い換えれば、共通する物理媒体の障害により誤りがあるコードワードのビットが、コードワードに連続したストリングを形成する。
本発明の一実施形態によりデータを分割することによって、より低いエラー検出・訂正ビットのオーバーヘッドで、共通する物理媒体の障害からもたらされる誤ったビットを訂正することを可能にすることができる。
エラー検出・訂正モジュール210は、ステップ104においてデータブロックからエラー検出・訂正ビットを生成し、ステップ106において、データブロックとエラー検出・訂正ビットとを結合することによりコードワードを形成する。
ステップ108において、データセパレータ208が、コードワードを受け取り、それをメモリデバイス202のビット幅に対応するビット幅を有するニブルに分割し、それらニブルを隣接するニブルのグループに分割する。
グループにおけるニブルの数は、コードワードのビット幅をメモリデバイスにわたるアドレスラインのビット幅で割った数に等しい。
ステップ112において、バッファ204がそれらニブルのチャンクを受け取り、メモリデバイス202に格納することにより、各グループのニブルが同じメモリデバイス202に格納される。
図3に示すコードワードは、12のニブルA〜Lを有し、3つのメモリデバイス0〜2があり、そこでは各メモリデバイスのビット幅はニブルのビット幅に等しい。
ニブルを、図3に示すようにグループ毎に4つの隣接するニブルのグループになるように形成する。
図3に示すように、0〜3とラベル付けされた4つのチャンクが形成されており、そこでは、各チャンクは各グループから1つのニブルを有し、メモリデバイス202のアドレスラインに書き込まれる。
誤ったニブルは、復元されたコードワードにおいて互いに隣接し、したがって、隣接していない4つの誤ったニブルを訂正するために必要である可能性のある訂正ビットより少ない訂正ビットを使用する誤り符号を用いて訂正可能であり得る。
ステップ402において、バッファ204がメモリデバイス202から複数のチャンクを読み出す。
ここで、各チャンクは、複数のメモリデバイス202のそれぞれからのニブルを含み、ニブルのビット幅は、対応するメモリデバイス202の幅に対応する。
これらニブルは、コードワードにおける順序で配置されているため、複数のメモリデバイスのそれぞれからのニブルは、コードワードにおいて隣接している。
エラー検出・訂正モジュール210がコードワードを受け取り、そのコードワードに対してエラー検出・訂正アルゴリズムを実行することによりコードワードのエラーを検出しかつ/または訂正する。
そして、エラー検出・訂正モジュール210は、コードワードからデータビットを抽出し、対応するデータブロックを出力する。
この例では、コードワードはニブルの4つのチャンク(0〜3とラベル付け)から形成される。
バッファ204は、チャンクとそれらの対応するニブルとが以下のように識別されるメモリデバイスから4つのチャンクを読み出す。
チャンク ニブル
チャンク0 [A,E,I]
チャンク1 [B,F,J]
チャンク2 [C,G,K]
チャンク3 [D,H,L]
そして、上述したように、ステップ406および408において、コードワードをエラー検出・訂正モジュール210によってさらに処理する。
別の例を、図5を参照して例示する。
ここでは、コードワードはCW個のビットを有し、メモリシステムは、それぞれの幅がWビットであるK個のメモリデバイスを有する。
この複数のK個のメモリデバイスわたるアドレスラインは、MD個のビット、この場合はK個のメモリデバイスすべてが同じビット幅Wを有するためMD=K×Wビットを有する。
コードワードにおけるビットの数CWは、アドレスラインのサイズMDの倍数である。
ここで、N=(CW/W)であり、ニブルは0からN−1まで連続して番号が付される。
ニブルはM個のチャンク(M=(CW/MD))に分割され、各チャンクは、以下のように定義されるK個のニブルを含む。
C=0,1,…M−1の場合、
チャンク[C]={ニブル[C+(K−1)×M]、ニブル[C+(K−2)×M]、…
…、ニブル[C+(1)×M]、ニブル[C+(0)×M]}
ここで、各チャンクは、メモリデバイスのそれぞれからの幅Wを有する1つのニブルを含む。
データコンバイナ206は、コードワードを形成するようにニブルを配置する。
ここで、各メモリデバイスからのニブルは以下のように隣接する。
コードワード=[ニブル(M−1,K−1),ニブル(M−2,K−1),…,ニブル(0,K−1),
ニブル(M−1,K−2),ニブル(M−2,K−2),…,ニブル(0,K−2),…
ニブル(M−1,0),ニブル(M−2,0),…,ニブル(0,0)]
ここで、各ニブルをニブル(x,y)として示し、xはそのチャンク識別子でありyはチャンク内の連続した位置である。
メモリデバイス202に書き込む時、データセパレータ208は、コードワードを4ビットの72個の連続して番号が付されたニブルに分割する。
データセパレータ208は、ニブルを2つのニブルに分割する。
1つは、偶数が付されたニブルからなり、他方は、奇数が付されたニブルからなる。
バッファ204は、第1および第2のチャンクを36個のメモリデバイスのそれぞれのアドレスラインに格納する。
そのため、コードワードからの隣接するニブルの各対が36個のメモリデバイスの異なるものに格納される。
第1のチャンクは、メモリデバイスのそれぞれから1つの、36個の4ビットの「第1の」ニブルを有する。
第2のチャンクは、メモリデバイスのそれぞれから1つの、36個の4ビットの「第2の」ニブルを有する。
データコンバイナ206は、第1および第2のチャンクからのニブルを結合して、互いに隣接する各メモリデバイスから第1および第2のニブルを有するコードワードを生成する。
エラー検出・訂正モジュール210は、データコンバイナ206からコードワードを受け取り、そのコードワードに対してエラー検出・訂正アルゴリズムを実行することにより、コードワードのエラーを検出しかつ/または訂正する。
そして、エラー検出・訂正モジュール210は、コードワードからデータビットを抽出し、対応するデータブロックを出力する。
各メモリデバイスは、コードワードにおいて隣接する2つの4ビットニブルを各コードワードに提供し、本システムは、36個のメモリデバイスのうちの任意の1つの障害を訂正することができ、それによりチップキルを達成する。
本発明の実施形態はまた、複数のメモリデバイスにわたるビット幅を有し複数のメモリデバイスの単一アドレスラインに格納されるニブルも包含する。
たとえば、ビット幅が8であるニブルを2つの4ビットメモリデバイスに格納してもよい。
本発明の機能を、単一モジュールで実行してもよく、あるいは複数のモジュールによって実行してもよい。
たとえば、データセパレータ208とデータコンバイナとの機能を、1つのモジュールによって実行してもよく、あるいは、バッファ204、データセパレータ208、データコンバイナ206およびエラー検出・訂正モジュール210を結合してそれら機能を実行する単一モジュールにしてもよい。
本明細書では、ニブルを、複数の隣接するビットを特定するために使用し、その数は、本発明が包含する方法およびシステムによって異なってもよい。
別々のチャンクを、ブロック読出しおよび書込み動作でメモリデバイスから読み出しまたはメモリデバイスに書き込んでもよい。
本発明の一実施形態では、コードワードに対応するチャンクは、すべて単一ブロック読出しで読み出され、またはすべてメモリデバイスに単一ブロック書込みで書き込まれる。
210・・・エラー検出・訂正モジュール、
204・・・バッファ、
206・・・データコンバイナ、
208・・・データセパレータ、
Claims (10)
- メモリシステム(200)の複数のメモリデバイス(202)に書込みを行う方法であって、
前記メモリシステム(200)に格納するコードワードを受け取ることと、
前記コードワードを、前記複数のメモリデバイス(202)の幅に対応し、連続した番号が付された複数のニブルに分割すること(108)と、
前記分割により得られた複数のニブルの内、奇数番号が付されたニブルを含む第1のチャンクを形成すること(110)と、
前記分割により得られた複数のニブルの内、偶数番号が付されたニブルを含む第2のチャンクを形成すること(110)と、
コードワードの複数の連続したニブルを前記複数のメモリデバイス(202)の各々に格納することにより、前記コードワードを前記複数のメモリデバイス(202)に格納すること(112)であって、前記複数のメモリデバイス(202)に前記第1のチャンクおよび第2のチャンクを格納することにより、前記コードワードからの隣接するニブルの各対を、前記複数のメモリデバイス(202)の異なるものに格納することと
を含む方法。 - データブロックを受け取ること(102)、
前記データブロックに対応するエラー検出・訂正ビットを生成すること(104)と、
前記エラー検出・訂正ビットと前記データブロックとを結合すること(106)であって、それにより前記コードワードを形成することと
をさらに含む請求項1に記載の方法。 - 前記メモリシステム(200)は、
それぞれが幅Wを有するK個のメモリデバイス(202)を備え、前記コードワードは、(K×W)の倍数である幅CW
を有し、
前記コードワードを、0からN−1まで連続して番号が付された、それぞれWビットのN=(CW/W)ニブルに分割すること(108)と、
前記コードワードをM個のチャンクに分割すること(110)であって、M=(CW/(K×W))であり、
各チャンクは、
C=0,1,…M−1の場合
チャンク[C]={ニブル[C+(K−1)×M]、ニブル[C+(K−2)×M]、
…
…、ニブル[C+(1)×M]、ニブル[C+(0)×M]}
として定義されるK個のニブル
を含むことと、
各チャンクを前記メモリデバイス(202)に書き込むこと(112)と
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記メモリシステム(200)は、
それぞれが4ビットの幅を有する36個のメモリデバイス(202)
を備え、
前記コードワードは、
288ビット
を備え、
前記複数のニブルに分割すること(108)は、前記コードワードをそれぞれ4ビットの72個の連続して番号が付されたニブルに分割する
請求項1に記載の方法。 - メモリシステム(200)の複数のメモリデバイス(202)から読出しを行う方法であって、前記メモリシステム(200)に格納されるコードワードは、前記複数のメモリデバイス(202)の幅に対応し連続した番号が付された複数のニブルに分割され(108)、前記分割により得られた複数のニブルの内、奇数番号が付されたニブルを含む第1のチャンクが形成され(110)、前記分割により得られた複数のニブルの内、偶数番号が付されたニブルを含む第2のチャンクが形成され(110)、前記複数のメモリデバイス(202)に前記第1のチャンクおよび第2のチャンクが格納されることにより、前記コードワードからの隣接するニブルの各対が、前記複数のメモリデバイス(202)の異なるものに格納され、
前記方法は、
a.前記複数のメモリデバイス(202)からデータの複数のチャンクを読み出すこと(402)であって、各チャンクは、前記複数のメモリデバイス(202)のそれぞれからの、前記対応するメモリデバイス(202)の幅に対応する幅を有するニブルを備えることと、
b.前記複数のチャンクからの前記ニブルを結合すること(404)であって、それによりコードワードを生成し、前記複数のメモリデバイス(202)のそれぞれからの前記ニブルは前記コードワードにおいて隣接していることと
を含む方法。 - 前記コードワードは、
データビット
を備え、
前記コードワードから前記データビットと前記エラー検出・訂正ビットとを抽出すること(408)
を含む請求項5に記載の方法。 - 前記メモリシステム(200)は、
それぞれが幅Wを有するK個のメモリデバイス(202)
を備え、
前記コードワードは、
(K×W)の倍数である幅CW
を有し、
前記K個のメモリデバイス(202)からM=CW/(K×W)個のチャンクを読み出すこと(402)であって、各チャンクは、前記メモリデバイス(202)のそれぞれからの幅Wを有する1つのニブルを備えることと、
前記ニブルを、コードワードを形成するように配置すること(404)であって、各メモリデバイス(202)からの前記ニブルは、
コードワード=[ニブル(M−1,K−1),ニブル(M−2,K−1),…,ニブル(0,K−1),
ニブル(M−1,K−2),ニブル(M−2,K−2),…,ニブル(0,K−2),
…
ニブル(M−1,0),ニブル(M−2,0),…,ニブル(0,0)]
のように隣接し、ここで各ニブルをニブル(x,y)として示し、xはそのチャンク識別子でありyはチャンク内の連続した位置であること
を含む請求項5に記載の方法。 - 前記メモリシステム(200)は、
それぞれが4ビットの幅を有する36個のメモリデバイス(202)
を備え、
前記コードワードは、
それぞれが144ビットの2つのチャンク
を備え、
前記メモリデバイス(202)から36個の4ビットの第1のニブルを有する第1のチャンクを読み出すこと(402)であって、各ニブルは前記メモリデバイス(202)のうちの1つからであることと、
前記メモリデバイス(202)から36個の4ビットの第2のニブルを有する第2のチャンクを読み出すこと(402)であって、各ニブルが前記メモリデバイス(202)のうちの1つからであることと、
前記第1および第2のチャンクを結合すること(404)であって、それにより各メモリデバイス(202)からの、互いに隣接する前記第1および第2のニブルを有するコードワードを生成することと
を含む請求項5に記載の方法。 - メモリシステム(200)であって、
a.MDビットの幅を有する複数のメモリデバイス(202)と、
b.前記メモリデバイス(202)からMDビットのチャンクを読み出し(402)、かつ前記メモリデバイスにMDビットのチャンクを書き込む(112)データバッファ(204)と、
c.CWビットのコードワードを受け取り、前記コードワードを、前記複数のメモリデバイスのうちの少なくとも1つの幅に対応する幅を有する複数の連続したニブルに分離し、前記ニブルをM個の隣接するニブルのグループ(MはCWをMDで割った値に等しい値)に分割し(108)、ビットのM個のチャンクを生成し(110)、各チャンクがM個のニブルの各グループから1つのみのニブルを有し、そこでは各グループのニブルがそれらのそれぞれのチャンクにおいて同じ相対位置にある、データセパレータ(208)と、
d.前記M個のチャンクを前記メモリデバイス(202)のうちの少なくとも1つに対応する幅を有する複数のニブルに分離し、それぞれのチャンクにおいて同じ相対位置を有するM個のニブルを、前記コードワードにおいて互いに隣接するように配置することによって、前記データバッファ(204)から受け取ったM個のチャンクからコードワードを生成する(404)データコンバイナ(206)と
を具備するメモリシステム。 - メモリシステム(200)であって、
前記コードワードは、
データビットと、
エラー検出・訂正ビットと
を備え、
前記データコンバイナからコードワードを受け取り、コードワードにおけるエラーを検出し訂正し(406)、前記コードワードからデータを抽出する(406)エラー検出・訂正コンポーネント(210)
を具備する請求項9に記載のメモリシステム。
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