JPH05197580A - 2ビット誤り訂正回路 - Google Patents

2ビット誤り訂正回路

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Publication number
JPH05197580A
JPH05197580A JP4008053A JP805392A JPH05197580A JP H05197580 A JPH05197580 A JP H05197580A JP 4008053 A JP4008053 A JP 4008053A JP 805392 A JP805392 A JP 805392A JP H05197580 A JPH05197580 A JP H05197580A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
syndrome
bit
bit error
circuit
error
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4008053A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Suzuki
晃一 鈴木
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NEC Ibaraki Ltd
Original Assignee
NEC Ibaraki Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Ibaraki Ltd filed Critical NEC Ibaraki Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な回路で1ビット誤り訂正−2ビット誤り
検出を実現する。 【構成】1ビット誤りを検出する1ビット誤り検出回路
3からの指示によりシンドロームを記憶する1ビット誤
りシンドローム記憶回路4を設け、2ビット誤り検出回
路5が2ビット誤りを検出したときに、XOR回路2に
よりソフトエラーによる1ビット誤りシンドロームを生
成し、選択回路6を介してそのシンドロームをデコード
回路10がソフトエラーによる誤りを訂正する信号を生
成する。同時に、1ビット誤りシンドローム記憶回路4
が記憶しているシンドロームを、固定故障による1ビッ
ト誤り時のシンドロームと考えて、デコード回路11
が、固定故障による誤りを訂正する信号を生成し、訂正
回路12がデコード回路10と11の指示により2ビッ
ト誤りを訂正することを特徴とする2ビット誤り訂正回
路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2ビット誤り訂正回路に
関し、特に誤り訂正・検出符号としてSEC−DED符
号(1ビット誤り訂正−2ビット誤り検出符号)を使用
する半導体記憶装置での2ビット誤り訂正回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の2ビット誤り訂正回路
は、誤り検出・訂正符号としてDEC(Double
bit error Correcting)符号(2
ビット誤り訂正符号)を使用し、図2に示すように半導
体記憶素子から読みだす情報ビット50と検査ビット5
1からシンドロームを生成しシンドローム信号を出力す
るシンドローム生成回路40と、シンドローム信号をデ
コードし1ビット誤りと2ビット誤りを訂正するため各
情報ビット毎に誤りを判断して、誤りのある情報ビット
を反転し本来の値に戻すための指示信号を出力するデコ
ード回路42と、デコード回路42の指示に従い情報ビ
ット50の誤りを訂正する訂正回路41とを有してい
る。
【0003】次に、動作について説明する。
【0004】記憶素子から読み出す情報ビット50と検
査ビット51に1ビット或いは2ビットの誤りがある場
合、シンドロームは前ビット零とはならない。デコード
回路42はそのシンドローム信号をデコードしてどの情
報ビットが誤っているかをビットごとに調べ(DEC符
号の特性より、1ビット誤りと2ビット誤りのどちらで
あっても誤っているビット位置を判断することができ
る。)、誤りのある情報ビットを反転して本来の値に戻
すための指示信号を出力する。訂正回路41はデコード
回路42の指示に従い、情報ビット50の誤りを訂正し
出力する。
【0005】また、記憶素子から読み出す情報ビット5
0と検査ビット51に誤りが無い場合、シンドロームは
前ビット零となる。デコード回路42はそのシンドロー
ム信号をデコードしてどの情報ビットか誤っているかを
ビット毎に調べるが、誤りが無いので、訂正回路41は
情報ビット50を何等変化させずに出力する。
【0006】以下の動作により、記憶素子から読み出す
情報ビット50と検査ビット51に2ビット以下の誤り
がある場合、情報ビット50の誤りを訂正している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の2ビッ
ト誤り訂正回路では、誤り検出・訂正符号としてDEC
符号を用いているが、DEC符号(大きく分類して3種
の符号がある。)としてDEC−BCH符号を使用する
場合は、誤り検出・訂正に必要な回路が非常に大規模に
なってしまう。
【0008】また、DEC符号として多数決復号可能な
符号(1段直行可能符号,MA符号,直行ラテン方陣符
号)を使用する場合は、検査ビット数が非常に多くなっ
てしまう。また、DEC−BCH符号と多数決復号可能
な符号の中間的符号を使用する場合は、今まで述べた2
つの符号の中間的な特徴を持っている。
【0009】よって、DEC符号にどのような符号を使
用しても、誤り検出・訂正回路を含む半導体記憶装置
が、経済的に実現できないという問題と、物理的に小さ
く実現することができないという問題があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の2ビット誤り訂
正回路は、記憶素子から読み出す情報ビットと検査ビッ
トからシンドロームを生成しシンドローム信号Aとして
出力するシンドローム生成回路と、シンドローム信号A
より1ビット誤りを検出する1ビット誤り検出回路と、
シンドローム信号Aより2ビット誤りを検出する2ビッ
ト誤り検出回路と、1ビット誤り検出回路が1ビット誤
りを検出したときのシンドロームを記憶する1ビット誤
りシンドローム記憶回路と、シンドローム信号Oと1ビ
ット誤りシンドローム記憶回路が記憶しているシンドロ
ームとを対応するビット毎に排他的論理和演算を行いシ
ンドロームっ信号Bとして出力するXOR回路と、シン
ドローム信号Aと前記シンドローム信号Bとを前記2ビ
ット誤り検出回路からの指示に従い2ビット誤りを検出
したときのみシンドローム信号Bを選択しシンドローム
信号Cとして出力する選択回路と、シンドローム信号C
をデコードし1ビット誤りを訂正するために各情報ビッ
ト毎に誤りを判断して、誤りのある情報ビットがあれば
そのビットを反転し本来の値に戻すための指示信号を出
力するデコード回路Aと、2ビット誤り検出回路の指示
に従い2ビット誤りを検出したときのみ前記1ビット誤
りシンドローム記憶回路が記憶しているシンドロームを
デコードし1ビット誤りを訂正するために各情報ビット
毎に誤りを判断して、誤りのある情報ビットを反転し本
来の値に戻すための指示信号を出力するデコード回路B
と、読み出した情報ビットを前記デコード回路AとBの
指示に従い誤りを訂正する訂正回路とを有している。
【0011】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0012】図1は本発明の一実施例のブロック図であ
る。
【0013】シンドローム生成回路1は、半導体記憶素
子から読み出す情報ビット線20と検査ビット線21よ
り、シンドロームを生成しシンドローム線22へ出力す
る。
【0014】1ビット誤り検出回路3は、シンドローム
線22のシンドロームから情報ビットと検査ビットの1
ビット誤りを検出し、信号線26へ出力する。2ビット
誤り検出回路5は、シンドローム線22のシンドローム
から情報ビットと検査ビットの2ビット誤りを検出し、
信号線25へ出力する。1ビット誤りシンドローム記憶
回路4は、1ビット誤り検出回路3が1ビット誤りを検
出したときにシンドローム線22のシンドロームを記憶
し、記憶している内容をシンドロームとシンドローム線
24へ出力する。
【0015】XOR回路2は、シンドローム線22のシ
ンドロームとシンドローム線24のシンドロームとを対
応する各ビット毎に排他的論理和の演算を行い、シンド
ローム線23へ出力する。選択回路6は、シンドローム
線22とシンドローム線23のシンドローム信号を信号
線25の指示に従って選択し、シンドローム線28へ出
力する。また、シンドローム線23を選択する条件は、
2ビット誤り検出回路5が2ビット誤りを検出したとき
であり、それ以外はシンドローム線22を選択する。
【0016】デコード回路10は、シンドローム線28
のシンドロームをデコードして、1ビット誤りを訂正す
るために各情報ビット毎に誤りを判断する。誤りがあれ
ば、その情報ビットを反転して本来の値に戻す(誤りを
訂正する)指示信号を信号線29へ出力する。デコード
回路11は、信号線25が2ビット誤りを検出したこと
を示す場合にのみ、シンドローム線24のシンドローム
をデコードして、1ビット誤りを訂正するために各情報
ビット毎に誤りを判断する。誤りがあれば、その情報ビ
ットを反転して本来の値に戻すための指示信号を信号線
30へ出力する。訂正回路12は、信号線29と信号線
30の誤り訂正指示に従い情報ビット線20の誤りを訂
正し、訂正データ線31へ出力する次に本発明での2ビ
ット誤り訂正に基本的考え方を説明する。
【0017】半導体記憶素子での誤りの原因は、ほぼ固
定障害とソフトエラーによる誤りとに分類することがで
きる。固定障害は、記憶素子の出力が、どのアドレスで
あっても高レベル或いは低レベルに固定されているもの
であり、ソフトエラーとは、素子が壊れているわけでは
ないが、ごく低い頻度でランダムに発生する誤りであ
る。このことから、2ビット誤りはソフトエラーだけで
は発生せず、1ビットの固定障害とソストエラーが重複
した場合に発生するものと考えることができる。
【0018】また、SEC−DED符号は2ビット誤り
を検出することができるが、誤っている2ビットの中で
1ビットの誤りビット位置が判っていれば、もう片方の
ビット誤り位置も判定できるので2ビットの誤りを訂正
できるという特性を持っている。式で説明すると以下の
ようになる。ここで、S1,SX1は1ビット誤り時の
シンドローム,S2は、S1とSX1がそれぞれ示す1
ビット誤りが同時に発生した2ビット誤り時のシンドロ
ーム,(+)は対応するビットごとに排他的論理和演算
を行う記号である。この式より、SEC−DED符号で
も、ある条件で2ビット誤りを訂正できることが判る。
【0019】SX1=S1(+)S2 次に図1に示した実施例の動作を説明する。
【0020】情報ビット20と検査ビット21に1ビッ
ト誤りがある場合、1ビット誤り検出回路3は1ビット
誤りを検出し、1ビット誤りシンドローム記憶回路4が
その時のシンドロームを記憶する。同時に選択回路6は
2ビット誤りではないのでシンドローム線22を選択
し、シンドローム線28のシンドロームよりデコード回
路10と訂正回路12が情報ビット線20の1ビット誤
りを訂正する。
【0021】情報ビット20と検査ビット21に2ビッ
ト誤りがある場合、1ビットは固定障害による誤りなの
で、通常1ビット誤りシンドローム記憶回路4は固定障
害による1ビット誤りのシンドロームをすでに記憶して
いる。そのときに2ビット誤り検出回路5が2ビット誤
りを検出すると、XOR回路2の出力であるシンドロー
ム線23は、ソフトエラーによる1ビット誤りのシンド
ロームを示し、選択回路6は2ビット誤りなのでシンド
ローム線23を選択し、シンドローム線28のシンドロ
ームより、デコード回路10と訂正回路12が情報ビッ
ト線20のソフトエラーによる1ビット誤りを訂正す
る。同時に、シンドローム線24のシンドロームよりデ
コード回路11と情報ビット線20が固定障害による1
ビット誤りを訂正して、2ビットの誤りを訂正する。
【0022】情報ビット20と検査ビット21に誤りが
ない場合、選択回路6は2ビット誤りではないのでシン
ドローム線22を選択し、シンドローム線28のシンド
ロームよりデコード回路10と訂正回路12が情報ビッ
ト線20の誤りを訂正しようとするが、誤りかないので
情報ビット線20のデータをなにも変更しない。
【0023】以上の動作により、2ビット以下の誤りを
訂正できる。
【0024】また、2ビット誤りを訂正する為に、誤り
検出・訂正符号としてDEC符号を使用する場合と比較
すると、下記に示す特徴を持っているので、誤り検出・
訂正回路を含む半導体記憶装置を、経済的に、かつ物理
的に小さく実現できる。SEC−DED符号とDEC符
号で、2ビット誤りを検出・訂正する場合の定量的な比
較値を以下に示す。
【0025】 ・SEC−DED符号で2ビット誤りを訂正する本発明の場合 検査ビット数:8 回路量:約2.3 ・DEC符号で2ビット誤りを訂正する場合 (1)DEC−BCH符号 検査ビット数:14 回路量:約3 (2)多数決複合可能な符号 検査ビット数:22〜32 回路量:約1〜1.5 以上の比較は、情報ビットが64ビット時の検査ビット
数と、SEC−DED符号を比較して1ビット誤り訂正
−2ビット誤り検出を行う場合の誤り検出・訂正に必要
な回路量を1とした場合の相対的な回路量を示してい
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、2ビット
誤りは固定故障による1ビット誤りとソフトエラーによ
る1ビット誤りが重複した場合に発生すると考え、SE
C−DED符号を使用して、1ビット誤り検出・訂正時
のシンドロームを記憶する1ビット誤りシンドローム記
憶回路を持ち、2ビット誤り発生時、1ビット誤りシン
ドローム記憶回路が記憶しているシンドロームは、固定
障害による1ビット誤りを訂正できるシンドロームにな
るので、そのシンドロームをデコードし、その結果によ
り固定障害による1ビット分の誤りを訂正する。また同
時に、2ビット誤りとなっているシンドロームと1ビッ
ト誤りシンドローム記憶回路が記憶しているシンドロー
ムとの排他的論理和演算をすることにより、ソフトエラ
ーによる1ビット分の誤りを訂正できるシンドロームを
生成する。そして、そのシンドロームをデコードし、そ
の結果によりソフトエラーによる1ビット分の誤りを訂
正することにより、2ビット誤りを訂正している。
【0027】また、DEC符号を使用いて2ビット誤り
訂正機能を持つ半導体記憶装置は、検査ビットが非常に
多い、或いは誤り検出・訂正回路の規模が非常に大きい
という欠点を持つ。それに対して、本発明の2ビット誤
り訂正機能を持つ半導体記憶装置は、誤り検出・訂正回
路の規模は同程度であるが、検査ビットが非常に少ない
ので、誤り検出・訂正回路を含む半導体記憶装置を、経
済的に実現できる効果と、物理的に小さく実現できる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】従来技術のブロック図である。
【符号の説明】
1 シンドローム生成回路 2 XOR回路 3 1ビット誤り検出回路 4 1ビット誤りシンドローム記憶回路 5 2ビット誤り検出回路 6 選択回路 10,11 デコード回路 12 訂正回路 40 シンドローム生成回路 41 訂正回路 42 デコード回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記憶素子から読み出す情報ビットと検査
    ビットからシンドロームを生成しシンドローム信号Aと
    して出力するシンドローム生成回路と、 前記シンドローム信号Aより1ビット誤りを検出する1
    ビット誤り検出回路と、 前記シンドローム信号Aより2ビット誤りを検出する2
    ビット誤り検出回路と、 前記1ビット誤り検出回路が1ビット誤りを検出したと
    きのシンドロームを記憶する1ビット誤りシンドローム
    記憶回路と、 前記シンドローム信号Aと前記1ビット誤りシンドロー
    ム記憶回路が記憶しているシンドロームとを対応するビ
    ット毎に排他的論理和演算を行いシンドローム信号Bと
    して出力するXOR回路と、 前記シンドローム信号Aと前記シンドローム信号Bとを
    前記2ビット誤り検出回路からの指示に従い2ビット誤
    りを検出したときのみシンドローム信号Bを選択しシン
    ドローム信号Cとして出力する選択回路と、 前記シンドローム信号Cをデコードし1ビット誤りを訂
    正するために各情報ビット毎に誤りを判断して、誤りの
    ある情報ビットがあればそのビットを反転し本来の値に
    戻すための指示信号を出力するデコード回路Aと、 前記2ビット誤り検出回路の指示に従い2ビット誤りを
    検出したときのみ前記1ビット誤りシンドローム記憶回
    路が記憶しているシンドロームをデコードし1ビット誤
    りを訂正するために各情報ビット毎に誤りを判断して、
    誤りのある情報ビットを反転し本来の値に戻すための指
    示信号を出力するデコード回路Bと、 読み出した情報ビットを前記デコード回路AとBの指示
    に従い誤りを訂正する訂正回路とを有することを特徴と
    する2ビット誤り訂正回路。
JP4008053A 1992-01-21 1992-01-21 2ビット誤り訂正回路 Withdrawn JPH05197580A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012119813A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Nec Corp エラー訂正回路及びエラー訂正方法
US8527834B2 (en) 2006-06-26 2013-09-03 Alaxala Networks Corporation Information processing device and information processing method
US10698763B2 (en) 2018-01-25 2020-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory devices, memory systems and methods of operating semiconductor memory devices

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Effective date: 19990408