JPS63279347A - Memory device - Google Patents
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- Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は特に衛星搭載システムに適用して好ましいメ
モリ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a memory device particularly suitable for application to satellite-borne systems.
「従来の技術」
N個のユニットで構成されるシステムにおいて、多数決
判定方式(TMR)による出力決定は、異常の種類を問
わずに個(K<N/2)以下のユニットの異常であれば
抑圧可能であることから、高信頼を要求されるシステム
の冗長構成としてよく用いられる。しかし、多数決判定
のためには3個以上のユニットを必要とするため、デュ
プレックス方式等の待機冗長構成に比べてシステムトー
タルとしての信頼度は必ずしも高くならない。このため
、ユニット故障により生存ユニット数が2以下となった
場合に冗長構成を再構成し、単独運用あるいはデュプレ
ックス方式に移行するようないくつかの変形TMR方式
が考えられている(IEEETransac’tion
on Re1iability、 Vol−R−23
+ Ni12 +p66〜74 、 JUNE 197
4)。``Prior art'' In a system composed of N units, the output is determined by the majority decision method (TMR), regardless of the type of abnormality, if the number of abnormal units (K<N/2) or less is abnormal. Because it can be suppressed, it is often used as a redundant configuration in systems that require high reliability. However, since three or more units are required for majority decision, the reliability of the system as a whole is not necessarily higher than that of a standby redundant configuration such as a duplex system. For this reason, several modified TMR methods are being considered, such as reconfiguring the redundant configuration and transitioning to standalone operation or a duplex method when the number of surviving units becomes two or less due to unit failure (IEEE Transac'tion
on Reliability, Vol-R-23
+Ni12 +p66~74, JUNE 197
4).
しかし、これらのいずれの変形TMR方式ともユニット
の異常モードとしては故障のみを考えており、部分的な
誤り発生についても故障と同一の扱いをしていた。一方
、衛星搭載メモリでは、宇宙線重粒子によりビット反転
(ソフトエラー)が生じる。宇宙線によるソフトエラー
発生率はハードエラー発生率に対して格段に大きく、さ
らに複数のビットが同時に誤りとなる確率が地上に比べ
て格段に大きいという特徴がある。ただし、ソフトエラ
ー自身は地上と同様にメモリ再書き込みにより、容易に
修復可能である。However, all of these modified TMR systems only consider failure as an abnormality mode of the unit, and treat partial error occurrences in the same way as failures. On the other hand, in satellite onboard memory, bit flips (soft errors) occur due to cosmic rays and heavy particles. The soft error rate caused by cosmic rays is much higher than the hard error rate, and the probability that multiple bits will be erroneous at the same time is much higher than on the ground. However, soft errors themselves can be easily repaired by rewriting the memory, just like on the ground.
上記変形TMR方式を衛星搭載メモリ装置に適用して用
いた場合、生存ユニット数が2個以下となった場合には
総合の異常発生確率はソフトエラー発生率によって支配
され筒体頬度が得られないという欠点があった。これを
緩和するためには、ブロック誤り検出符号などを各ユニ
ットに適用し、2個のユニットの何れか一方で誤りが検
出された場合はもう一方のユニット出力を選択すること
が考えられるが、各メモリユニットにおいて誤った誤り
訂正が行われた場合(例えば、1誤り訂正2誤り検出方
式では3誤りはl誤りと誤認するため誤った訂正がなさ
れる。)には、2ユニツトの並列運用時に3誤り発生後
は2ユニットの出力が一致しないのにもかかわらず、ど
ちらのユニットが誤っているのかを判断できず、どちら
かのユニットに正常データを有していたとしても誤デー
タが総合出力として選択される可能性が大きくなるとい
う欠点があった。また、これに対して誤り検出能力の高
い誤り訂正・検出方式を適用しようとすると、回路が複
雑化しさらに所要チェックビット数が増加するため、逆
にハードウェア規模が大きくなって信卸度がその背低下
するという問題があった。このため、より簡易な回路で
実現可能でかつ少量の所要チェックビットで大きな誤り
検出および訂正能力を持つ冗長ユニット運用法が望まれ
ていた。When the modified TMR method described above is applied to a satellite-mounted memory device, when the number of surviving units becomes 2 or less, the overall abnormality occurrence probability is dominated by the soft error occurrence rate, and the cylindrical degree is obtained. There was a drawback that there was no In order to alleviate this problem, it is possible to apply a block error detection code to each unit, and if an error is detected in either of the two units, select the output of the other unit. If erroneous error correction is performed in each memory unit (for example, in the 1-error correction 2-error detection method, 3 errors are mistakenly recognized as 1 errors, and thus erroneous correction is performed), when two units are operated in parallel, 3 After an error occurs, even though the outputs of the two units do not match, it is not possible to determine which unit is in error, and even if either unit has normal data, the incorrect data will be output as the overall output. The disadvantage is that there is a greater possibility that it will be selected as In addition, if we try to apply an error correction/detection method with high error detection ability to this, the circuit becomes more complex and the number of check bits required increases, which conversely increases the hardware scale and reduces the reliability. There was a problem with lower back. For this reason, there has been a desire for a redundant unit operation method that can be implemented with a simpler circuit and has large error detection and correction capabilities with a small amount of required check bits.
この発明は例えば前記変形TMR方式に適用して、複数
のメモリユニットの多数決判定による総合出力決定が不
能となった場合に、つまり有効メモリユニットが2個と
なった場合にソフトエラーによる異常出力確率をより少
量のハードウェアで抑制することにより、システム総合
の筒体転化を図ることができるメモリ装置を提供するこ
とを目的とする。For example, the present invention can be applied to the modified TMR method, and when it becomes impossible to determine the overall output by majority judgment of a plurality of memory units, that is, when there are only two effective memory units, the probability of abnormal output due to soft error is increased. It is an object of the present invention to provide a memory device that can convert the overall system into a cylindrical structure by suppressing this with a smaller amount of hardware.
「問題点を解決するための手段」
この発明は2個のメモリユニットを有し、1個の出力を
総合出力とするメモリ装置において、メモリユニットに
はワード毎に誤り訂正あるいは誤り検出の履歴を示すフ
ラグビットを付加し、各々のメモリユニットでフラグビ
ットを除くデータビットの誤りを検出した場合あるいは
フラグビットがONである場合にはワード単位でサブフ
ラグ信号をONとし、また総合出力とメモリユニットご
との出力とが不一致のメモリユニットのそのアドレスの
フラグビットをONとする。サブフラグ信号がONとな
っていないメモリユニット出力を総合出力とする。"Means for Solving Problems" The present invention provides a memory device having two memory units and one output as a total output, in which the memory unit stores a history of error correction or error detection for each word. If an error is detected in the data bits other than the flag bit in each memory unit, or if the flag bit is ON, the sub-flag signal is turned ON in word units, and the total output and each memory unit are The flag bit of the address of the memory unit whose output does not match is turned ON. The memory unit output for which the sub-flag signal is not turned on is set as the total output.
このようにこの発明では、誤りが検出されたワード毎に
フラグビットによりその誤り検出の履歴をチェック可能
なため、各メモリユニットにおいて一度誤った誤り訂正
が行われた場合にもそれを事後検出可能であり、例えば
3ビツト誤りにより誤り訂正を行って誤訂正となり誤り
を検出できなくなった誤データが総合出力として出力さ
れることを防止できる。In this way, in this invention, the history of error detection can be checked using the flag bit for each word in which an error has been detected, so even if incorrect error correction has been performed once in each memory unit, it can be detected after the fact. For example, it is possible to prevent erroneous data from being outputted as a total output due to error correction due to a 3-bit error, resulting in erroneous correction and errors that cannot be detected.
この発明で必要となるフラグピントは、Kビット/ワー
ド構成のメモリを用いた場合に、ワードあたりのビット
数と誤り訂正単位ビット数との不一致により余分となる
剰余ビットを用いることが可能なため、フラグビット追
加によるハードウェア規模増加はない。また、ユニット
毎に1誤り訂正2誤り検出回路を用いれば、システム総
合としては3誤り検出も可能となるため、従来の3誤り
検出のものと比較して検出回路も簡易となる。The flag focus required in this invention is because when using a memory with a K-bit/word configuration, it is possible to use surplus bits that become redundant due to a mismatch between the number of bits per word and the number of error correction unit bits. , there is no increase in hardware scale due to the addition of flag bits. Furthermore, if one error correction and two error detection circuits are used for each unit, the system as a whole can detect three errors, so the detection circuit is simpler than the conventional three error detection circuit.
さらに、フラグビットは保存されるので、適当な時期に
フラグピントがONとなっているデータアドレスを調べ
、そのアドレスの総合出力データを読みだして、そのデ
ータを再書き込みすることにより、そのアドレスのデー
タを修復できる。この手順を追加すれば実質的に2ユニ
ット以上の同一アドレスが同時に誤ることを防止できる
。Furthermore, since the flag bit is saved, you can check the data address for which the flag focus is ON at an appropriate time, read out the total output data of that address, and rewrite that data. Data can be repaired. By adding this procedure, it is possible to substantially prevent two or more units of the same address from being mistaken at the same time.
「実施例」 この発明の実施例について図面を参照して説明する。"Example" Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
第1図はこの発明のメモリ装置のブロック構成例であり
、第2図は第1図内の選択回路16の内部構成例であり
、第3図は第1図内のメモリ回路に書き込まれるこの発
明のメモリ記憶フォーマットである。この実施例の特徴
的部分は第1図のOR回路15、第2図の破線で囲った
部分および第3図のフラグビットFである。この実施例
では各メモリユニット毎の誤り訂正として、データビッ
ト長10ビツトB0〜Be、チェックビット長5ピツ)
Co−C4の1誤り訂正2誤り検出回路を用い、1ワー
ド16ビツトは第3回に示すように8ビツト/ワードの
メモリを2個並列で用いている。FIG. 1 is an example of the block configuration of the memory device of the present invention, FIG. 2 is an example of the internal configuration of the selection circuit 16 in FIG. 1, and FIG. 3 is an example of the internal configuration of the selection circuit 16 in FIG. An inventive memory storage format. Characteristic parts of this embodiment are the OR circuit 15 in FIG. 1, the part surrounded by a broken line in FIG. 2, and the flag bit F in FIG. 3. In this embodiment, as error correction for each memory unit, the data bit length is 10 bits B0 to Be, and the check bit length is 5 bits).
A Co-C4 one-error correction and two-error detection circuit is used, and two 8-bit/word memories are used in parallel for one word of 16 bits, as shown in Part 3.
外部入力信号Sのメモリへのデータ書き込みは第1図の
書き込み制御回路11によって行われる。Data writing of the external input signal S to the memory is performed by the write control circuit 11 shown in FIG.
データ(BO〜Bq)は各メモリユニットA−Cに並列
に分配され、各ユニノl−の占き込み制御回路11にお
いて第3図に示すようなチェックビット(CO〜C4)
およびフラグビットFが付加され、メモリ回路12に書
き込まれる。データ読みだし時にはメモリ回路12から
読みだし制御回路13で読み出された任意アドレスの単
位ワード16ビツトのうち、データビット(Bo〜B9
)とチェックビット(CO〜C4)の15ピントは1誤
り訂正2誤り検出回路14に入力され、l誤り訂正2誤
り検出回路14では1誤り訂正を行ったデータビットを
書き込み制御回路11に送るとともに、1誤り訂正時あ
るいは2誤り検出時にそれぞれ訂正信号G、検出信号り
をONとする。これらの信号は読みだし制御回路13か
らのフラグ信号FとOR回路15により論理和がとられ
、選択回路16へ制御信号Ti(i=a、b、c、これ
らはそれぞれユニットA、B、Cの各信号を示す)とし
て送出される。Data (BO to Bq) is distributed in parallel to each memory unit A to C, and check bits (CO to C4) as shown in FIG.
and flag bit F are added and written into the memory circuit 12. When reading data, data bits (Bo to B9
) and check bits (CO to C4) are input to the 1 error correction 2 error detection circuit 14, and the 1 error correction 2 error detection circuit 14 sends the data bits with 1 error correction to the write control circuit 11. , the correction signal G and the detection signal G are turned on when one error is corrected or two errors are detected. These signals are logically summed with the flag signal F from the read control circuit 13 by the OR circuit 15, and sent to the selection circuit 16 as control signals Ti (i=a, b, c, these are units A, B, C, respectively). (indicates each signal).
選択回路16では第2図に示すようにメモリユニット選
択信号Ma”Mcのいずれか任意をONとすることによ
りそのメモリユニットを選択する。As shown in FIG. 2, the selection circuit 16 selects the memory unit by turning on any one of the memory unit selection signals Ma''Mc.
さらにMa =Mb =Mc =ONの場合には回路2
1で多数決がとられ、その結果を総合出力Qとして出力
し、Ma=Mcのうち何れか1つがOFFの場合には、
メモリユニットからのデータ入力Qa〜Qcのうら、M
iがONでかつサブフラグ信号TiがONとなっていな
い入力を総合出力Qとして選択して出力する。つまりM
iがON、TiがOFFの論理積が回路22でとられ、
その出力ONにより対応Qiが回路23で出力される。Furthermore, when Ma = Mb = Mc = ON, circuit 2
1, a majority vote is taken, and the result is output as the overall output Q. If any one of Ma=Mc is OFF,
Back of data input Qa to Qc from memory unit, M
The input where i is ON and the sub-flag signal Ti is not ON is selected and output as the overall output Q. In other words, M
The AND of i is ON and Ti is OFF is taken in the circuit 22,
When the output is turned ON, the corresponding Qi is output from the circuit 23.
さらに各メモリユニットからのデータ人力Qa”Qcの
うち総合出力と一致しないものについてはそれぞれ対応
するエラー信号EaxEcが回路24でONとする。Further, for data output Qa''Qc from each memory unit that does not match the total output, the corresponding error signal EaxEc is turned ON in the circuit 24.
一方、第1図の各メモリユニットの書き込み制御回路1
1では外部からの入力信号Sに対しては、チェックビッ
トを生成して付加し、さらにフラグピッ)FをOFFと
して書き込むが、外部入力信号Sがない場合には、エラ
ー信号IF、iに従い、EiがONのときは自メモリ回
路12のそのアドレスのフラグピッ)FをONとして書
き込み、EiがOFFのときはフラグビットFをOFF
として書き込む。On the other hand, the write control circuit 1 of each memory unit in FIG.
In 1, a check bit is generated and added to the external input signal S, and the flag pin (F) is written as OFF, but if there is no external input signal S, Ei is set according to the error signal IF,i. When Ei is ON, the flag bit F at that address in the own memory circuit 12 is written as ON, and when Ei is OFF, the flag bit F is turned OFF.
Write as.
これにより、各メモリユニットのメモリ回路12の特定
アドレスデータに1誤りが生じた場合には、誤り訂正デ
ータがメモリ回路12に書き込まれ、フラグビットFが
OFFのままとなる。また、2誤りあるいは3誤りが生
じた場合はそのアドレスのフラグビットFがONとなる
。3誤りが生した場合には、誤ってl誤り訂正動作を行
うため書き込まれた訂正データは誤っているが選択回路
16ではそのメモリユニットのサブフラグ信号TiがO
Nとなっているので、総合出力はその他のメモリユニッ
ト出力から選択され、さらに、そのアドレスデータが選
択回路出力Qと一致しないのでフラグビットFがONと
なり、以後、フラグビットFがOFFに訂正されない限
り、そのアドレスのデータに各メモリユニットの誤り訂
正回路14で誤り検出されなくても、そのメモリユニッ
トのそのアドレスデータが選択されることはないので誤
出力されることはない。As a result, if one error occurs in the specific address data of the memory circuit 12 of each memory unit, error correction data is written to the memory circuit 12, and the flag bit F remains OFF. Furthermore, if two or three errors occur, the flag bit F of that address is turned ON. If a 3 error occurs, an error correction operation is performed by mistake, so although the written correction data is erroneous, the selection circuit 16 sets the sub-flag signal Ti of that memory unit to O.
N, the overall output is selected from other memory unit outputs, and since the address data does not match the selection circuit output Q, the flag bit F is turned ON, and from then on, the flag bit F is not corrected to OFF. As far as possible, even if the error correction circuit 14 of each memory unit does not detect an error in the data at that address, the address data in that memory unit will not be selected and will not be erroneously output.
各メモリユニットA、B、C毎の1誤り訂正2誤り検出
回路14で誤りを検出した場合に、誤り訂正操作を行っ
てメモリ回路12のその誤り検出データアドレスに書き
込み、3個のメモリユニットA、B、Cのデータ出力Q
a+Qb、Qcを比較して出力が一致している場合には
そのデータアドレスのフラグビットFをOFFにする。When an error is detected in the error detection circuit 14 of each memory unit A, B, or C, an error correction operation is performed and written to the error detection data address of the memory circuit 12, and , B, C data output Q
a+Qb and Qc are compared, and if the outputs match, the flag bit F of that data address is turned OFF.
またフラグビットがONとなっているメモリユニットの
そのアドレスに総合出力データQを凹き込み、メモリユ
ニットA、B、Cのデータ出力Qa、Qb、Qcを比較
して出力が一致している場合にはそのデータアドレスの
フラグビットFをOFFとする。Also, if the total output data Q is stored in the address of the memory unit whose flag bit is ON, and the data outputs Qa, Qb, and Qc of memory units A, B, and C are compared, the outputs match. , the flag bit F of that data address is turned OFF.
この発明で最も特徴としていることは前記例で正常なメ
モリユニットが二つとなった場合において、3ビット誤
りが発生すると1ビット誤りとして訂正動作がなされ、
誤った訂正がなされるが、この発明ではフラグビットF
がONとされるため、その後においてそのメモリユニッ
トのサブフラグ信号TiがONとなるため、このメモリ
ユニットの出力が総合出力Qとして出力されるおそれは
ないことである。この説明から理解されるようにこの発
明は変形TMR方式に限らず、2個のメモリユニットか
ら1個の総合出力を出力する場合に適用されるものであ
る。The most distinctive feature of this invention is that in the case where there are two normal memory units in the above example, when a 3-bit error occurs, a correction operation is performed as a 1-bit error.
Although an erroneous correction is made, in this invention the flag bit F
is turned on, and subsequently the sub-flag signal Ti of that memory unit is turned on, so there is no possibility that the output of this memory unit will be output as the total output Q. As understood from this description, the present invention is not limited to the modified TMR method, but is applicable to the case where one total output is output from two memory units.
誤り検出回路としてはm誤り訂正(m+1)誤り検出回
路においても(m+2)誤り検出の場合にmpり訂正動
作を行うものもあり、このような誤り検出回路を用いる
場合にもこの発明は適用できる。As an error detection circuit, there is also a m-error correction (m+1) error detection circuit that performs a computation correction operation in the case of (m+2) error detection, and the present invention can also be applied when using such an error detection circuit. .
「発明の効果」
以上説明したように、この発明は例えば衛星搭載メモリ
装置において簡易に実現可能な1誤り訂正2誤り検出回
路を用いて3誤りの検出も可能となるため、宇宙線によ
る複数ビット同時誤り発生による誤出力の確率を充分抑
圧できる。このことは、誤り訂正回路のハードウェア規
模を最小とできるばかりではなく、誤り訂正のためのチ
ェックピントの増加も抑えることになり、メモリ装置の
ハードウェア信顧度向上を図ることもできる。"Effects of the Invention" As explained above, the present invention enables the detection of three errors by using a one-error correction, two-error detection circuit that can be easily implemented in, for example, a satellite-mounted memory device. The probability of erroneous output due to simultaneous error occurrence can be sufficiently suppressed. This not only makes it possible to minimize the hardware scale of the error correction circuit, but also suppresses an increase in check focus for error correction, thereby improving the hardware reliability of the memory device.
第1図は本発明の一実施例であるメモリ装置のブロック
構成図、第2図は本発明の第1図内の選択回路1の内部
構成例、第3図は本発明のメモリ内記憶フォーマットで
ある。FIG. 1 is a block configuration diagram of a memory device that is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an example of the internal configuration of the selection circuit 1 in FIG. 1 of the present invention, and FIG. 3 is a storage format in the memory of the present invention. It is.
Claims (1)
出力とするメモリ装置において、 各メモリユニットにはワード単位にフラグビットが付加
され、 各々のメモリユニット毎に単位ワードビットのうちフラ
グビットを除くデータビットの誤り検出手段を有し、 その誤り検出手段で誤りが検出された場合あるいは前記
フラグビットがONである場合にはワード単位でサブフ
ラグ信号をONとする手段と、前記総合出力とメモリユ
ニットごとの出力とが不一致のメモリユニットのそのワ
ードアドレスのフラグビットをONとする手段と、 前記サブフラグ信号がONとなっていないメモリユニッ
トの出力を前記総合出力とする手段とを具備するメモリ
装置。(1) In a memory device that has two memory units and has one output as the total output, flag bits are added to each memory unit in units of words, and each memory unit has a flag bit added to it in unit word bits. means for detecting errors in data bits other than flag bits, and means for turning on sub-flag signals in units of words when an error is detected by the error detecting means or when the flag bits are ON; means for turning on a flag bit of a word address of a memory unit whose output does not match the output of each memory unit; and means for setting the output of a memory unit for which the sub-flag signal is not turned on as the overall output. memory device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62115238A JP2526060B2 (en) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Memory device |
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ID=14657765
Family Applications (1)
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JP62115238A Expired - Lifetime JP2526060B2 (en) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
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1987
- 1987-05-11 JP JP62115238A patent/JP2526060B2/en not_active Expired - Lifetime
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