電子設備和用于具有經受瞬態故障和永久故障的多個存儲器位置的存儲器的故障檢測設備的制作方法

本實用新型涉及存儲器的領域，并且更具體而言，涉及在存儲器中的高效的故障監測。

背景技術：

在被突然地中斷之前，應用可以容忍某種程度上的存儲器故障。在執行應用期間可能發生永久故障和瞬態故障。永久故障通常被定義為永久的并且當應用關閉時不消失的故障。永久故障通常是由存儲器的物理缺陷導致的。瞬態故障是在執行應用期間發生的并且當應用關閉時消失的故障。瞬態故障通常是在存儲器沒有物理缺陷的情況下由數據值的改變導致的，并且可以由于環境條件而發生。

通常，瞬態故障比永久故障發生得更加頻繁得多并且是存儲器在使用周期之上使故障顯現的結果。在存在糾錯機制的情況下，應用可能需要了解這類故障的范圍以評估存儲器的物理缺陷的嚴重性。例如，一個應用可以用于在汽車上使用的存儲器。

技術實現要素：

一種電子設備可以包括具有經受瞬態故障和永久故障的多個存儲器位置的存儲器以及耦接于該存儲器的故障檢測電路。該故障檢測電路可以被配置成用于：在第一時間讀取該多個存儲器位置，并且在該第一時間基于讀取該多個存儲器位置確定包括這些瞬態和永久故障的第一故障計數和故障映射簽名，并且存儲該第一故障計數和故障映射簽名。該故障檢測電路還可以：在第二時間讀取該多個存儲器位置，并且在該第二時間基于讀取該多個存儲器位置確定包括這些瞬態和永久故障的第二故障計數和故障映射簽名，并且將該存儲的第一故障計數和故障映射簽名與該第二故障計數和故障映射簽名進行比較以確定永久故障計數。因此，該故障檢測電路可以在存儲器中檢測故障的范圍，如在故障達到應用被突然地中斷的閾值點之前。

故障檢測設備還可以包括用于基于永久故障計數超過閾值而生成指示的指示器電路。此外，故障檢測電路可以包括被配置成用于讀取該多個存儲器位置的存儲器控制器以及耦接于存儲器控制器的存儲器錯誤處置器。存儲器控制器可以包括循環冗余校驗(CRC)電路和錯誤計數器，該CRC電路被配置成用于檢測瞬態和永久故障，而該錯誤計數器耦接于該CRC電路并且被配置成用于確定瞬態和永久故障的第一和第二計數。

故障檢測電路可以進一步包括處理器，該處理器耦接于CRC電路和錯誤計數器以將存儲的第一故障計數和故障映射簽名與第二故障計數和故障映射簽名進行比較從而基于存儲的第一故障計數和故障映射簽名與第二故障計數和故障映射簽名之間的改變確定永久故障計數。存儲器控制器可以被配置成用于在存儲器內的不同塊之上以三重復制存儲第一故障計數和故障映射簽名以及永久故障計數并且CRC電路可以被配置成用于從每個瞬態和永久故障計算故障映射簽名。

用于確定故障計數和故障映射簽名的第一時間可以對應于存儲器的掉電事件而第二時間可以是存儲器的上電事件，其中，每個瞬態和永久故障可以具有與其相關聯的存儲器地址和校正子。此外，每個瞬態故障可以是單比特或雙比特可校正的錯誤，而每個永久故障可以是三比特不可校正的錯誤。存儲器可以是非易失性存儲器。

根據本公開的實施方式，提供了一種電子設備，其特征在于包括：存儲器，所述存儲器具有經受瞬態故障和永久故障的多個存儲器位置；以及故障檢測電路，所述故障檢測電路耦接于所述存儲器并且被配置成用于：在第一時間讀取所述多個存儲器位置并且在所述第一時間基于讀取所述多個存儲器位置確定包括所述瞬態和永久故障的第一故障計數和故障映射簽名，存儲所述第一故障計數和故障映射簽名，在第二時間讀取所述多個存儲器位置并且在所述第二時間基于讀取所述多個存儲器位置確定包括所述瞬態和永久故障的第二故障計數和故障映射簽名，并且將所述存儲的第一故障計數和故障映射簽名與所述第二故障計數和故障映射簽名進行比較以確定永久故障計數。

可選地，所述故障檢測電路進一步包括指示器，所述指示器被配置成用于基于所述永久故障計數超過閾值而生成指示。

可選地，所述故障檢測電路包括：存儲器控制器，所述存儲器控制器被配置成用于讀取所述多個存儲器位置；以及存儲器錯誤處置器，所述存儲器錯誤處置器耦接于所述存儲器控制器。

可選地，所述存儲器控制器包括：循環冗余校驗電路，所述循環冗余校驗電路被配置成用于檢測所述瞬態和永久故障；以及錯誤計數器，所述錯誤計數器耦接于所述循環冗余校驗電路并且被配置成用于確定所述瞬態和永久故障的所述第一和第二計數。

可選地，所述故障檢測電路進一步包括處理器，所述處理器耦接于所述循環冗余校驗電路和所述錯誤計數器以將所述存儲的第一故障計數和故障映射簽名與所述第二故障計數和故障映射簽名進行比較從而基于所述存儲的第一故障計數和故障映射簽名與所述第二故障計數和故障映射簽名之間的改變確定所述永久故障計數。

可選地，所述存儲器控制器被配置成用于在所述存儲器內的不同塊之上以三重復制存儲所述第一故障計數和故障映射簽名以及所述永久故障計數。

可選地，所述循環冗余校驗電路被配置成用于針對每個瞬態和永久故障計算漸進式簽名。

可選地，所述第一時間包括所述存儲器的掉電事件。

可選地，所述第二時間包括所述存儲器的上電事件。

可選地，每個瞬態和永久故障具有與其相關聯的存儲器地址和校正子。

可選地，每個瞬態故障包括單比特或雙比特可校正的錯誤，而每個永久故障包括三比特不可校正的錯誤。

可選地，所述存儲器包括非易失性存儲器。

根據本公開的實施方式，還提供了一種用于具有經受瞬態故障和永久故障的多個存儲器位置的存儲器的故障檢測設備，其特征在于所述故障檢測設備包括：存儲器控制器和與其協同操作的存儲器錯誤處置器，并且被配置成用于：在第一時間讀取所述多個存儲器位置并且在所述第一時間基于讀取所述多個存儲器位置確定包括所述瞬態和永久故障的第一故障計數和故障映射簽名，存儲所述第一故障計數和故障映射簽名，在第二時間讀取所述多個存儲器位置并且在所述第二時間基于讀取所述多個存儲器位置確定包括所述瞬態和永久故障的第二故障計數和故障映射簽名，并且將所述存儲的第一故障計數和故障映射簽名與所述第二故障計數和故障映射簽名進行比較以確定永久故障計數。

可選地，該故障檢測設備進一步包括指示器，所述指示器被配置成用于基于所述永久故障計數超過閾值而生成指示。

可選地，所述存儲器控制器包括：循環冗余校驗電路，所述循環冗余校驗電路被配置成用于檢測所述瞬態和永久故障；以及錯誤計數器，所述錯誤計數器耦接于所述循環冗余校驗電路并且被配置成用于確定所述瞬態和永久故障的所述第一和第二計數。

可選地，該故障檢測設備進一步包括處理器，所述處理器耦接于所述循環冗余校驗電路和所述錯誤計數器以將所述存儲的第一故障計數和故障映射簽名與所述第二故障計數和故障映射簽名進行比較從而基于所述存儲的第一故障計數和故障映射簽名與所述第二故障計數和故障映射簽名之間的改變確定所述永久故障計數。

可選地，所述存儲器控制器被配置成用于在所述存儲器內的不同塊之上以三重復制存儲所述第一故障計數和故障映射簽名以及所述永久故障計數。

可選地，所述循環冗余校驗電路被配置成用于從每個瞬態和永久故障計算故障映射簽名。

可選地，所述第一時間包括所述存儲器的掉電事件。

可選地，所述第二時間包括所述存儲器的上電事件。

可選地，每個瞬態和永久故障具有與其相關聯的存儲器地址和校正子。

可選地，每個瞬態故障包括單比特或雙比特可校正的錯誤，而每個永久故障包括三比特不可校正的錯誤。

附圖說明

圖1是根據本實用新型的實施例的電子設備的框圖；

圖2是圖1的電子設備的更詳細的框圖；并且

圖3是根據本實用新型的實施例的一種監測故障的方法的流程圖。

具體實施方式

現在將參照附圖在下文中更為全面地描述本實用新型，在附圖中示出了本實用新型的優選實施例。然而，本實用新型可以用許多不同的形式來體現，并且不應當被解釋為限于在此所列出的實施例。相反，提供了這些實施例從而使得本披露將是全面和完整的，并且將向本領域技術人員完全傳達本實用新型的范圍。貫穿全文相似的數字指代相似的元件，并且上撇號符號用于指示在替代實施例中的類似元件。

首先參照圖1，電子設備100被展示具有耦接于存儲器104的故障檢測電路102。存儲器104可以具有經受瞬態故障和永久故障的多個存儲器位置。故障檢測電路102可以被配置成用于在第一時間(例如，掉電)處讀取存儲器104并且在該第一時間處基于讀取存儲器104確定包括這些瞬態和永久故障的第一故障計數和故障映射簽名。存儲第一故障計數和故障映射簽名。在具體實施例中，還可以在第二時間(例如，上電)處讀取存儲器104并且在該第二時間處基于讀取該多個存儲器位置確定包括這些瞬態和永久故障的第二故障計數和故障映射簽名。故障檢測電路102可以將對應于掉電事件的存儲的第一故障計數和故障映射簽名與對應于上電事件的第二故障計數和故障映射簽名進行比較以確定永久故障計數。

電子設備100能夠在啟動(例如，上電)時并且在關機(例如，掉電)之前管理并讀取存儲器102、將故障信息存儲在可檢索的位置中、對存儲的故障信息和最近的測試執行評估、并且讀取結果從而評估永久和瞬態故障的范圍。

如以上所解釋的，讀取存儲器104(例如，閃存或其他非易失性存儲器)并且可以在測試期間檢測可校正的錯誤。例如，可校正的錯誤可以是單比特、雙比特或三比特的。對應于每種類型的可校正的錯誤的地址和校正子可以用于計算對應的可校正的錯誤的唯一簽名。

此外，在存儲器104中每種類型的可校正的錯誤的數量由故障檢測電路102計數。此計數可以與上一次上電和掉電測試的存儲的計數結果進行比較并且可以相應地關于每種類型的永久和瞬態故障更新這些記錄。

例如，在上電時未被檢測到但在上一次掉電時被檢測到的可校正的錯誤被認為是瞬態故障，而在上電和掉電時都被檢測到的可校正的錯誤被認為是永久故障。每種類型的可校正的錯誤的簽名和計數被存儲在存儲器104(例如，數據閃存)內部并且可以由分布在不同的存儲塊之上的三重復制和糾錯方案保護。

現在參照圖2，故障檢測電路102可以包括存儲器控制器106。存儲器控制器可以被配置成用于讀取存儲器104的多個存儲器位置。存儲器控制器106耦接于系統/測試總線104。如將由本領域技術人員認識到的是，存儲器控制器106還可以具有循環冗余校驗(CRC)108，該CRC被配置成用于檢測瞬態和永久故障。CRC 108還可以針對每個瞬態和永久故障使用對應可校正的錯誤的地址和校正子計算簽名。

存儲器控制器106的錯誤計數器110可以用于確定瞬態和永久故障的第一和第二計數。存儲器控制器106可以包括處理器112，該處理器可以用軟件編程或者可以是專用集成電路(ASIC)。例如，存儲器控制器106的處理器112可以被配置成用于將第一故障計數和故障映射簽名與第二故障計數和故障映射簽名進行比較以基于對應于掉電事件的第一故障計數和故障映射簽名與對應于上電事件的第二故障計數和故障映射簽名之間的改變確定永久故障計數。在特定實施例中，每個瞬態故障可以例如被定義為單比特或雙比特可校正的錯誤，而每個永久故障可以例如被定義為三比特不可校正的錯誤。可校正的錯誤比特計數基于糾錯方案是可擴展的。

故障檢測電路102的存儲器錯誤處置器114可以耦接于存儲器104并且被配置成用于接收永久和瞬態故障。存儲器錯誤處置器114可以被配置成用于存儲(n)個可校正的和(m)個不可校正的錯誤。盡管安全和高保險系統可以實現用于在電子設備100的壽命期間處置錯誤的糾錯方案，在故障達到應用116被突然地中斷的臨界點之前故障在存儲器104中的范圍現在可以由故障檢測電路102指示。

例如，如將由本領域技術人員認識到的是，糾錯方案可以校正多達(x)個比特。存儲器錯誤處置器114接收所有錯誤指示，即，具有相應的地址和校正子的可校正的和不可校正的錯誤。存儲器錯誤處置器114可以存儲最多(n)個可校正的和(m)個不可校正的錯誤。將多達(x-1)個比特校正的可校正的錯誤轉發至存儲器錯誤處置器114可以由寄存器掩模，實現針對在存儲器控制器106內部的隨機/瞬態故障的保護方案。例如，單比特錯誤可以被掩模為不重要的。

在存儲器104的啟動測試之后，將針對每種類型的可校正的錯誤的由CRC 108計算的簽名和錯誤計數器110的計數與之前存儲的記錄進行比較以檢測每種類型的可校正的錯誤的數量中的任何改變。針對每種類型的可校正的錯誤的計數的增加可以指示應用116可能更近乎被突然地中斷。故障檢測電路進一步包括耦接于處理器112以基于永久故障計數超過閾值而生成指示的指示器電路或指示器118。

如以上所解釋的，在正常操作期間，可校正的錯誤掩模(CE-MASK)可以活躍的并且阻止將特定的可校正的錯誤(單比特)轉發至存儲器錯誤處置器114。出于用于診斷失效的調試目的，CE-MASK可以被取消激活。

直到沒有(x)比特可校正的錯誤被報告時，針對(x-1)比特或更少比特的校正不被故障檢測電路102(可配置的)考慮在內。在第一個(x)比特校正被報告后，在每次上電時執行測試，其中，存儲器104的所有位置被讀取并且錯誤的簽名由CRC 108計算連同由錯誤計數器110執行對每個可校正的錯誤的計數。在運行時期間，瞬態(x-1)比特可校正的錯誤不被報告給存儲器控制器106。

在硬件/軟件控制之下在不同的閃存塊之上分布的存儲器104(例如，數據閃存)中以三重復制存儲針對每種類型的錯誤的簽名和計數。

在每次測試之后，將針對每種類型的可校正的錯誤(單比特、雙比特、三比特……)的計算的簽名和計數與之前存儲的計數(例如，來自上電或掉電)進行比較以檢測每種類型的可校正的錯誤的數量中的任何改變并且記錄因此針對瞬態和永久類型的故障被更新。在掉電時，存儲器104被再次讀取并且每個可校正的錯誤的簽名和錯誤計數可以被存儲。因此，在從之前的上電事件到掉電事件處可校正的錯誤沒有改變指示沒有附加的瞬態故障。如果在從上一次掉電事件到下一個上電事件處可校正的錯誤的計數沒有改變，那么沒有附加的永久故障被檢測到。

在正常操作期間，單錯誤校正掩模(SEC-MASK)可以是活躍的并且阻止將SEC事件轉發至存儲器錯誤處置器114。出于用于診斷失效的調試目的，SEC-MASK可以被取消激活。

現在參照圖3，現在描述并且總體上指定一種監測存儲器中的故障的方法200的流程圖。以上所描述的故障檢測電路102可以實現方法200。例如，在202在第一時間讀取多個存儲器位置，并且在204在第一時間(例如，對應于掉電事件)并且基于讀取該多個存儲器位置確定包括瞬態和永久故障的第一故障計數。移至206，在存儲器內的不同存儲器塊之上以三重復制存儲永久和瞬態故障的第一故障計數和故障映射簽名。

在208在第二時間處讀取該多個存儲器位置并且在210在該第二時間(例如，對應于上電事件)處基于讀取該多個存儲器位置確定包括這些瞬態和永久故障的第二故障計數和故障映射簽名。在212，將存儲的第一故障計數和故障映射簽名(例如，對應于掉電事件)與第二故障計數和故障映射簽名(例如，對應于上電事件)進行比較以確定永久故障計數。在214，基于永久故障計數超過閾值而生成指示。在216，可以在存儲器中的不同塊之上以三重復制存儲第二故障計數和故障映射簽名。在204，該方法可以通過再次讀取存儲器位置并且重復以上所描述的處理而繼續監測永久和瞬態故障。

本實用新型的許多修改和其他實施例對于受益于前面的描述和相關附圖中呈現的教導的本領域技術人員來說將是顯而易見的。因此，應當理解本實用新型不限于所披露的具體實施例，并且那些修改及實施例旨在被包括于所附權利要求書的范圍內。