JPH06274421A

JPH06274421A - データ保証方式

Info

Publication number: JPH06274421A
Application number: JP5085178A
Authority: JP
Inventors: Akio Yoshida; 明雄吉田
Original assignee: N T T DATA TSUSHIN KK; NTT Data Communications Systems Corp
Current assignee: N T T DATA TSUSHIN KK; NTT Data Group Corp
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1993-03-22
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】メモリに格納されたデータの正確性を保証する
方式において、メモリや検出回路等のハードウェア量の
大幅な増加を引き起こすことなく、ソフトウエアによっ
てメモリ内データのビット化けの検出及び訂正を効率よ
く行えるようにする。【構成】メモリに書き込むべきデータ１００をデータ１
０１、１０２に２分割し、データ１０１と１０２の排他
的論理和１０３を求め、データ１０１、１０２と共にデ
ータ１０３も併せてメモリの中に格納しておく。メモリ
内のデータ１０１と１０２にアクセスする必要が生じた
とき、もし、何れか一つのデータ１０１がビット化けに
よって不明となっていたならば、残りの正常なデータ１
０２と１０３の排他的論理和を演算することにより、元
のデータ１０１を復旧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリバックアップ
された半導体メモリ（以下、不揮発性メモリという）の
バックアップ時に発生する保持データに生じるエラー
（所謂ビット化け、以下同じ）の検出及び訂正に際して
適用されるデータ保証方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】クレジット端末やハンディターミナルな
どの小型端末は、装置価格や、装置寸法等に制約がある
ため、その内部に磁気記録媒体を用いた記録装置を搭載
するのは困難である。そこで、電源切断時でも保持して
おくべきデータやプログラムは、バッテリバックアップ
された半導体メモリに格納されているのが一般的であ
る。

【０００３】

【発明が解決する課題】ところで、半導体メモリのバッ
クアップ時において、メモリ素子自身の固定的な不具合
ではなく、例えば、宇宙線等の要因により一時的なビッ
ト化けが発生することがある。このビット化けは、メモ
リ素子１個当たりにつき、数百ＦＩＴ程度の確率で発生
するといわれている。

【０００４】上記確率は、マイクロプロセッサ等のＶＬ
ＳＩが故障する程度の確率であって、かなり小さいもの
ではある。

【０００５】しかしながら、小型端末装置に搭載されて
いるアプリケーションプログラムによっては、その半導
体メモリに保持されているデータにビット化けが生じる
とそれを修復不可能となるため、特に、そのデータが例
えば取り引き金額や取り引き件数といった重要データで
ある場合には、ビット化けに対する別に対策を講じる必
要がある。

【０００６】その対策の一つとして、例えば、特願平０
１ー３４７９０号公報に開示されたものがある。これ
は、半導体メモリ内のビット化けの検出及び訂正をハー
ドウエアを用いて行うものであるが、メモリや検出回路
を冗長な構成とする必要があるため、装置の製造コスト
が高くなる。

【０００７】一方、従来のソフトウェアによる対策は、
データを２重化して蓄積しておき、いずれかを選択的に
使用するものであるが、これも本来必要なメモリ量の２
倍のメモリ量が必要となるという問題がある。

【０００８】従って、本発明の目的は、メモリや検出回
路等のハードウェア量の大幅な増加を引き起こすことな
く、ソフトウエアによって不揮発性メモリのバックアッ
プ時のビット化けの検出及びビット化けによるエラーの
訂正を効率よく行えるようにし、それにより、装置の製
造コストを上昇させることなく、半導体メモリのバック
アップ時の信頼性向上を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、メモリに格納
されたデータの正確性を保証するための方式において、
メモリに書込まれるべきデータを２分割するデータ分割
手段と、２分割されたデータ同士の排他的論理和を演算
する演算手段と、２分割されたデータとそれらの排他的
論理和データの各々に、ビット化けが生じたか否かを検
査するためのチェック符号を付与した上で、それらデー
タをメモリに格納する符号付与手段と、メモリ内の２分
割されたデータ及びそれらの排他的論理和データにビッ
ト化けが生じているか否かを判断する判断手段と、何れ
か１つのデータにビット化けが生じていると判断された
とき、残りの２つのデータ同士の排他的論理和を求め、
この求めた排他的論理和に基づいてビット化けを訂正す
る訂正手段とを有するデータ保証システムを提供する。

【００１０】

【作用】本発明は、排他的論理和の持つ次の性質を利用
する。

【００１１】つまり、Ｃ＝Ａ xor Ｂ（xorは排他的論理和を示す。）
であるとき、Ｂ＝Ａ xor ＣＡ＝Ｂ xor Ｃが成立する。

【００１２】従って、一旦、Ｃ＝Ａ xor Ｂによ
り、Ｃを求めておけば、Ａが分からなくなってしまって
も、残りのＢとＣが分かっていれば、Ａ＝Ｂ xor
ＣからＡを求めることができるのである。

【００１３】本発明によれば、保証すべきデータがあっ
た場合、それを２分割してデータＡとＢにする。そし
て、データＡとＢの排他的論理和Ｃを求め、データＡと
Ｂと共にデータＣも併せてメモリの中に記憶しておく。
そして、そのメモリ内のデータＡがビット化けによって
不明となっていたならば、残りの正常なデータＢとＣの
排他的論理和を演算することにより、元のデータＡを復
旧する。

【００１４】このようにして、本来必要なデータの１．
５倍のメモリ量でデータの正確性を保証できる。また、
エラー訂正は、排他的論理和を行うだけなので極めて簡
易かつ高速に処理できる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に従うデータ保証
方式の処理流れを示した流れ図である。なお、本実施例
は、一般的ハード構成を持つコンピュータに、以下の処
理のための指令を含んだプログラムをインストールする
ことにより実現できる。従って、そのハード構成の説明
は省略するが、以下の説明から当業者は本発明を十分に
実施できる筈である。

【００１６】（１）データ書き込み時の処理図１(a)に示すような保護すべきデータ１００を半導体
メモリに書き込む場合、その前処理において、まず、こ
の保護対象データ１００を同図(b)に示すように、デー
タ１０１とデータ１０２とに２等分割する。この場合、
もし、保護対象データ１００のデータ長が奇数バイトで
あるなら、予備的な所定の１バイトを付加して偶数バイ
トにしてから、これを２等分割する。

【００１７】次に、同図(b)に示す分割された２つのデ
ータ１０１、１０２（同図(c)は同データ１０１、１０
２を１６進数で表示したもの）の排他的論理和を演算し
て、排他的論理和データ１０３を得る（同図(d)。以
下、同図ではデータ表現を容易にするため１６進数表示
を用いる。）。

【００１８】この後、同図(e)に示すように、データ１
０１、データ１０２及びデータ１０３に対して、誤り検
出が行えるように、チェックバイト１１１、チェックバ
イト１１２及びチェックバイト１１３をそれぞれ付加す
る。このチェックバイト１１１、１１２、１１３として
は、１ビットのエラー検出が行えれば如何なるものでも
良く、例えば夫々のデータ１０１、１０２、１０３領域
に対する水平パリティチェックコード等の比較的簡単な
方法で生成できるもので良い。

【００１９】続いて、これらチェックバイト１１１、１
１２、１１３を付加した３つのデータ１０１、１０２、
１０３を半導体メモリに書き込む。

【００２０】（２）データ読み出し時の処理半導体メモリに格納されているデータ１０１と１０２を
読み出し連結してデータ１００を得る。

【００２１】（３）エラーチェック及び訂正の処理半導体メモリに格納されているデータ１０１、１０２を
利用するプログラムの起動時の初期チェックにおいて、
以下に述べる手順で半導体メモリ内のデータ１０１、１
０２、１０３のエラーチェック及び訂正を行う。或い
は、初期チェックに加えて又は代えて、上述の読み出し
動作毎に同様のエラーチェック及び訂正を行う。

【００２２】まず、半導体メモリからデータ１０１、１
０２、１０３を読み出し、それぞれのチェックバイト１
１１、１１２、１１３を利用して、メモリのバックアッ
プ中に各データにビット化けがあるか否かをチェックす
る。何れのデータにもビット化けがないことが確認でき
れば、各データ１０１、１０２、１０３がメモリに正し
く保存されていたものと判断でき、エラーチェック及び
訂正処理を終了する。

【００２３】一方、データ１０１、１０２、１０３のう
ちの１つのデータにビット化けが検出された場合は、以
下のように、残りの正常な２データの排他的論理和演算
を行ってそのビット化けのデータを正しい内容に復旧す
る。

【００２４】データ１０１にビット化けが生じた場
合：データ１０１←データ１０２xorデータ１０３データ１０２にビット化けが生じた場合：データ１０２←データ１０１xorデータ１０３データ１０３にビット化けが生じた場合：データ１０３←データ１０１xorデータ１０２

【００２５】このデータ復旧後、この復旧データに対し
てチェックバイトを再計算して付加し、そして半導体メ
モリに書き込み直す。

【００２６】以上のように、３つのデータ１０１、１０
２、１０３のいずれか１つが正しく保存されてなかった
場合、残りの２つのデータ同士の排他的論理和を演算す
るだけで、簡単に正しいデータに復旧することが可能で
ある。

【００２７】３つのデータ１０１、１０２、１０３中の
２箇所以上でビット化けが生じた場合にはデータを復旧
することができなくなる。しかし、１ビットのビット化
けが生じる確率に比較し、２ビットのビット化けが生じ
る確率は圧倒的に小さい。例えば、バッテリバックアッ
プ中にランダムに１ビットが独立してビット化けを起こ
すと仮定した場合、この１ビットのビット化けの確率を
５００ＦＩＴとすると、２ビットが同時にビット化けを
起こす確率は（５００×１０−9）2であるから、０．０
００２５ＦＩＴとなり、これは実質的に問題にならない
程度に低い。

【００２８】従って、この方式で半導体メモリに書込ま
れたデータの信頼性は、１ビットのビット化けの訂正を
行わない場合と比較して飛躍的に高くなる。

【００２９】（４）停電対策単純にデータ１００をメモリに書込む場合に比較して、
上述した本実施例の書き込み処理は時間を要する。その
ため、書き込み処理中に停電に遭遇する確率が高くな
る。

【００３０】例えば、データ１０２の更新中に停電が発
生し、このとき、データ１０１が更新済で、データ１０
２が更新途中で、データ１０３が未更新であるとする。
停電が復旧すると、プログラム再起動の初期チェック
で、更新途中のデータ１０２を復旧すべく、更新済デー
タ１０１と未更新データ１０３との間で排他的論理和が
演算される。その結果として、データ１０２が意味の無
いデータに復旧されるという問題がある。

【００３１】そこで、本実施例では、図２に示すよう
に、半導体メモリ３中に、上述した保証された形態でデ
ータを保持する実エリア３３の他に、この実エリア３３
でのデータ更新に際して更新すべき新たなデータ２００
を予備的に保持するワークエリア３１と、ワークエリア
３１から実エリア３３へのデータ転写が完了したか否か
を示すフラグ３２とが設けられる。

【００３２】更新処理においては、フラグ３２を更新完
了を示す値０にリセットした後、ワークエリア３１を使
用して新データ２００が書き込まれる。

【００３３】ワークエリア３１への新データ２００の書
き込みが完了してその内容が確定すると、フラグ３２を
更新中を示す値１にセットした後、上述した処理手順に
従がい、ワークエリア３１から新データ２００を読み出
し、その２分割データ２０１、２０２及び排他的論理和
データ２０３を得て、これにチェックバイト２１１、２
１２、２１３を付加して実エリア３３に書き込む。この
ワークエリア３１から実エリア３３へのデータ転写の
間、新データ２００はワークエリア３１に保持されてい
る。

【００３４】実エリア３３へのデータ転写が完了する
と、フラグ３２が更新完了を示す値０にリセットされ
る。

【００３５】もし、このデータ更新の最中に停電が発生
した場合には、このときフラグ３２は更新中を示す値１
になっている。そして、停電が回復すると、プログラム
起動時の初期チェックにおいて、上述のエラーチェック
及び訂正を行う前に、フラグ３２の値が調べられ、それ
が値１であれば、エラーチェック及び訂正を行うことな
く、再度ワークエリア３１から実エリア３３へのデータ
転写が行われる。この転写完了により、フラグ３２は値
０にリセットされる。

【００３６】以上の動作により、データ更新中の停電に
起因する誤ったエラー訂正が防止されると共に、停電時
のデータの保証も行うことができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排他的論理和の性質を利用して、メモリ容量を本来の容
量の１．５倍に増加するだけで、保証すべきデータに１
ビットのビット化けが生じても、正常な残りのデータ部
分に基づく排他的論理和演算により元のデータが回復で
きるようにしているため、従来のデータ２重化等の技術
に比較してハードウェア量の増加を小さく抑えた構成に
より、ソフトウエアを用いて効率的にデータの信頼性を
向上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うデータ保証方式一実施例の処理流
れを示す流れ図。

【図２】同実施例における半導体メモリの利用形態を示
す図。

【符号の説明】

３半導体性メモリ３１ワークエリア３２フラグ３３実エリア１００保証すべきデータ１０１、１０２２分割されたデータ１０３排他的論理和データ１１１、１１２、１１３チェックバイト２００新データ２０１、２０２２分割データ２１１、２１２、２１３チェックバイト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メモリに格納されたデータの正確性を保
証するための方式において、前記メモリに書込まれるべきデータを２分割するデータ
分割手段と、２分割されたデータ同士の排他的論理和を演算する演算
手段と、前記２分割されたデータとそれらの排他的論理和データ
の各々に、ビット化けが生じたか否かを検査するための
チェック符号を付与した上で、それらデータをメモリに
格納する符号付与手段と、前記メモリ内の２分割されたデータ及び前記排他的論理
和データにビット化けが生じているか否かを判断する判
断手段と、何れか１つのデータにビット化けが生じていると判断さ
れたとき、残りの２つのデータ同士の排他的論理和を求
め、この求めた排他的論理和に基づいてビット化けを訂
正する訂正手段とを有するデータ保証方式。
【請求項２】請求項１記載の方式において、前記２分
割されたデータ及び前記排他的論理和データの前記メモ
リへの書き込みが完了してない間、前記書き込むべきデ
ータを保持しておく手段をさらに有するデータ保証方
式。