專利名稱：用于閃速存儲(chǔ)器允許可更改位的改進(jìn)的錯(cuò)誤修正模式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閃速存儲(chǔ)器器件領(lǐng)域。更具體說(shuō)，本發(fā)明涉及一種錯(cuò)誤修正模式，它能使閃速存儲(chǔ)器的位可更改。
背景技術(shù)：
許多當(dāng)今的消費(fèi)和嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品通常包括三類不同的存儲(chǔ)器部件，用于支持產(chǎn)品所需要的特征。例如，在一種典型的蜂窩電話中，使用閃速存儲(chǔ)器部件來(lái)存儲(chǔ)代碼，SRAM提供堆棧和易失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，而第三部件，亦即EEPROM器件，提供為經(jīng)常更新或變更的數(shù)據(jù)提供非易失存儲(chǔ)。這三組數(shù)據(jù)的內(nèi)容以不同速率和在不同時(shí)間改變，取決于產(chǎn)品的類型。顯然，所有這些數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)在它可以被最好地檢索以及改變的地方。
使用閃速存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)和檢索需要非易失存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用已有多年。例如，可以使用閃速存儲(chǔ)器提供磁盤(pán)模擬，代替轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤(pán)。換句話說(shuō)，可以使用閃速存儲(chǔ)器作為讀/寫(xiě)介質(zhì)來(lái)代替轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤(pán)。
一種增加閃速存儲(chǔ)器器件中數(shù)據(jù)可更改性的方法在美國(guó)專利6,041,001中公開(kāi)。使用一種錯(cuò)誤修正碼，稱為漢明碼，和把閃速存儲(chǔ)器單元細(xì)分為塊。每一這種塊進(jìn)一步被分為段。所述美國(guó)專利集中在閃速存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)組織。使用大功率錯(cuò)誤修正來(lái)執(zhí)行錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤改正。
閃速存儲(chǔ)器是一種可電重寫(xiě)的非易失數(shù)字存儲(chǔ)器器件，它不需要電源來(lái)保持它的存儲(chǔ)器內(nèi)容。典型的閃速存儲(chǔ)器在浮置柵上存儲(chǔ)電荷來(lái)表示二進(jìn)制狀態(tài)系統(tǒng)的第一邏輯狀態(tài)，而沒(méi)有存儲(chǔ)的電荷表示二進(jìn)制狀態(tài)系統(tǒng)的第二邏輯狀態(tài)。另外，典型的閃速存儲(chǔ)器器件能夠執(zhí)行寫(xiě)操作、讀操作、和擦除操作。
在大量消費(fèi)應(yīng)用中，閃速存儲(chǔ)器一直主要用于代碼存儲(chǔ)，雖然閃速存儲(chǔ)器在電路中的寫(xiě)能力也允許它應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。直到最近，在閃速存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)的代碼正被執(zhí)行時(shí)不能寫(xiě)(或擦除)，這一點(diǎn)曾阻止它替換在某些產(chǎn)品中的EEPROM。然而，新系列閃速存儲(chǔ)器部件在單一閃速存儲(chǔ)器內(nèi)提供這種同時(shí)的‘讀同時(shí)寫(xiě)’(RWW)功能。這一特征開(kāi)辟了在同一閃速存儲(chǔ)器器件中存儲(chǔ)非易失數(shù)據(jù)和可執(zhí)行代碼的道路。這種閃速存儲(chǔ)器部件提供可執(zhí)行代碼和存儲(chǔ)經(jīng)常更新的數(shù)據(jù)的能力允許在多種產(chǎn)品中去掉EEPROM。如圖1A所示，迄今為止的常規(guī)產(chǎn)品通常包括閃速存儲(chǔ)器10、EEPROM11、和SRAM12。將來(lái)可以實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品中完全去除EEPROM器件的產(chǎn)品，能夠節(jié)約芯片面積和各產(chǎn)品的成本。這種未來(lái)產(chǎn)品的一個(gè)例子在圖1B中表示。它包括閃速存儲(chǔ)器13和SRAM14。
新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)使得具有大存儲(chǔ)容量的閃速存儲(chǔ)器成為必需。今天，閃速存儲(chǔ)器容量逐年翻番。大閃速存儲(chǔ)器必須使用錯(cuò)誤修正，以便實(shí)現(xiàn)合格產(chǎn)品的可靠性。錯(cuò)誤修正基于產(chǎn)生冗余位，亦即奇偶位，它們與數(shù)據(jù)位一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在讀取存儲(chǔ)器時(shí)，使用這些冗余位檢測(cè)和改正位錯(cuò)誤。使用閃速存儲(chǔ)器的錯(cuò)誤修正有一個(gè)大的缺點(diǎn)一旦給該閃速存儲(chǔ)器編程一個(gè)數(shù)據(jù)字，則這一數(shù)據(jù)字不再能在不妨礙正確地產(chǎn)生冗余位的條件下改變。換句話說(shuō)，當(dāng)使用常規(guī)錯(cuò)誤修正模式時(shí)失去了數(shù)據(jù)字的單個(gè)位可改變性。
通常，不要任何錯(cuò)誤修正模式使用閃速存儲(chǔ)器。在這些常規(guī)閃速存儲(chǔ)器中，如果希望改變一個(gè)閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字的話，則必須擦除整個(gè)閃速存儲(chǔ)器(或至少其大部分)。
在數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)中使用錯(cuò)誤修正來(lái)處理位錯(cuò)誤。通常，使用一個(gè)適當(dāng)?shù)倪壿嬰娐?，該電路?shí)現(xiàn)錯(cuò)誤修正代碼(ECC)。ECC允許檢查正被讀或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位的錯(cuò)誤，和必要時(shí)，在運(yùn)行中改正這些錯(cuò)誤。
由于使用的閃速存儲(chǔ)器日益增加的規(guī)模，提供某種錯(cuò)誤修正變得越來(lái)越重要。一些最新的閃速存儲(chǔ)器系統(tǒng)裝置有錯(cuò)誤修正模式，該模式使用一個(gè)編碼器給閃速存儲(chǔ)器寫(xiě)數(shù)據(jù)，和一個(gè)解碼器從閃速存儲(chǔ)器讀數(shù)據(jù)。
然而，可更改位是一個(gè)非常重要的特征，例如，當(dāng)在閃速存儲(chǔ)器上模擬EEPROM功能時(shí)，該技術(shù)由所有主要的閃速存儲(chǔ)器制造商使用，例如Intel，AMD，Atmel，和其他制造商。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種模式，它允許閃速存儲(chǔ)器用于當(dāng)今和未來(lái)的多種應(yīng)用。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種模式，它能當(dāng)在閃速存儲(chǔ)器上模擬EEPROM功能時(shí)實(shí)現(xiàn)位的更改。
發(fā)明概述通過(guò)改進(jìn)閃速存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和使用這種閃速存儲(chǔ)器的方式實(shí)現(xiàn)了這些和其它目的。
本發(fā)明涉及一種模式，其中，一個(gè)錯(cuò)誤修正塊應(yīng)用一種編碼模式，它使位的改變?cè)陂W速存儲(chǔ)器上變得可能。
根據(jù)本發(fā)明，提供一個(gè)系統(tǒng)，它包括一個(gè)微處理器，一個(gè)用于在閃速存儲(chǔ)器器件中寫(xiě)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線，和一個(gè)用于從該閃速存儲(chǔ)器器件中讀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線。該閃速存儲(chǔ)器器件包括一個(gè)錯(cuò)誤修正編碼器、閃速存儲(chǔ)器、和一個(gè)錯(cuò)誤修正解碼器、和一個(gè)用于互連所述錯(cuò)誤修正編碼器、閃速存儲(chǔ)器、和錯(cuò)誤修正解碼器的閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)在被錯(cuò)誤修正編碼器處理時(shí)變成包括狀態(tài)字、數(shù)據(jù)字和冗余字的字。
權(quán)利要求2-15提供優(yōu)選系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
提供一種為在閃速存儲(chǔ)器器件中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法，這些數(shù)據(jù)被供給奇偶位發(fā)生器，后者產(chǎn)生冗余字并把該冗余字提供給輸出。另外，產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)字，并且把這一數(shù)據(jù)、冗余字和狀態(tài)字組合成為一個(gè)字。然后把該字寫(xiě)入存儲(chǔ)它的閃速存儲(chǔ)器器件中。
權(quán)利要求17-22提出幾種有利的方法。
提出的本發(fā)明是一種能使用錯(cuò)誤修正在大閃速存儲(chǔ)器上進(jìn)行EEPROM模擬的技術(shù)。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，制造商可以使用閃速存儲(chǔ)器部件而不是EEPROM存儲(chǔ)可執(zhí)行代碼和非易失數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它允許EEPROM功能有選擇地添加在一個(gè)閃速存儲(chǔ)器陣列上。


為更完整說(shuō)明本發(fā)明和本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點(diǎn)，參考下面結(jié)合附圖的說(shuō)明書(shū)，其中圖1A是一個(gè)具有閃速存儲(chǔ)器、EEPROM和SRAM的常規(guī)計(jì)算設(shè)備。
圖1B是一個(gè)具有閃速存儲(chǔ)器和SRAM的常規(guī)計(jì)算設(shè)備。
圖2表示編程不應(yīng)用錯(cuò)誤修正的閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字。
圖3是一個(gè)方框圖，表示具有錯(cuò)誤修正設(shè)備的已知閃速存儲(chǔ)器。
圖4表示編程應(yīng)用錯(cuò)誤修正的閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字。
圖5原理表示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)字的組織。
圖6表示應(yīng)用本發(fā)明編程具有錯(cuò)誤修正的閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字。
圖7原理表示為在閃速存儲(chǔ)器上模擬EEPROM的數(shù)據(jù)組織。
圖8是一個(gè)方框圖，表示本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖9是一個(gè)方框圖，表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖10A是一個(gè)方框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的錯(cuò)誤修正編碼器。
圖10B是一個(gè)方框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的錯(cuò)誤修正解碼器。
優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明閃速存儲(chǔ)器與其它存儲(chǔ)器類型例如SRAM對(duì)比，只允許在一個(gè)方向上的位改變。在閃速存儲(chǔ)器單元中存儲(chǔ)的邏輯“1”通過(guò)編程操作可以改變?yōu)檫壿嫛?”。然而，不能通過(guò)編程操作把邏輯“0”變成邏輯“1”。改變編程的單元(邏輯內(nèi)容“0”)為邏輯“1”只能用擦除操作才可能。擦除操作不能對(duì)單個(gè)位執(zhí)行，而只能對(duì)大量數(shù)據(jù)(稱為塊擦除)或甚至整個(gè)存儲(chǔ)器(稱為閃速擦除)執(zhí)行。
圖2表示在閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字20上的一種可能的數(shù)據(jù)操作。在本例中，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字20有4位。開(kāi)始時(shí)(初始狀態(tài))，所有4位都被擦除，因此具有內(nèi)容“1”。接著，編程數(shù)據(jù)字‘1010’(狀態(tài)b)。在隨后的步驟(步驟c)，把最高位(MSB)21從‘1’改變?yōu)椤?’。最后，擦除數(shù)據(jù)字20(連同許多其它在圖2中未示出的數(shù)據(jù)字)，到初始化值‘1111’(狀態(tài)d)。只要這種改變是從邏輯‘1’到邏輯‘0’，這種單個(gè)位改變是可能的(1->0)。
圖3表示錯(cuò)誤修正塊30和閃速存儲(chǔ)器31一起的應(yīng)用。應(yīng)該編程到閃速存儲(chǔ)器31的數(shù)據(jù)通過(guò)輸入線32(這里稱為數(shù)據(jù)輸入或Din)供給錯(cuò)誤修正塊30。該錯(cuò)誤修正塊30產(chǎn)生冗余位。一起編程數(shù)據(jù)與冗余位到閃速存儲(chǔ)器31。數(shù)據(jù)通過(guò)線33寫(xiě)入閃速存儲(chǔ)器31，通過(guò)線34寫(xiě)入冗余位。在讀操作期間，數(shù)據(jù)和冗余位分別通過(guò)線35和36從閃速存儲(chǔ)器31讀取。使用存儲(chǔ)在冗余位中的信息檢測(cè)和改正數(shù)據(jù)字中可能的錯(cuò)誤。最后，改正的數(shù)據(jù)在輸出線37上輸出(這里稱為數(shù)據(jù)輸出或Qout)。
當(dāng)使用常規(guī)錯(cuò)誤修正模式(例如基于漢明碼的模式)-如在圖4中所示-時(shí)，單個(gè)位不能像圖4所示那樣自由改變。(狀態(tài)a)在擦除存儲(chǔ)器的內(nèi)容后，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字40和冗余位41處在初始狀態(tài)。也就是說(shuō)，所有位(數(shù)據(jù)和冗余位)都是邏輯‘1’。(狀態(tài)b)當(dāng)編程數(shù)據(jù)字40時(shí)，根據(jù)適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤修正模式也編程冗余位41。非常適合的是諸如漢明碼這樣的錯(cuò)誤修正碼?？梢允褂脻h明碼檢測(cè)和改正單個(gè)位錯(cuò)誤和雙位錯(cuò)誤，這里，雙位錯(cuò)誤指兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)位包含錯(cuò)誤。
(狀態(tài)c)將會(huì)發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)字40的MSB42仍可以從邏輯‘1’改變到邏輯‘0’。但是冗余位41不能相應(yīng)改變，因?yàn)檫@將需要兩個(gè)從邏輯‘0’到邏輯‘1’的改變。冗余位41的MSB43和LSB44應(yīng)該從邏輯‘0’改變到邏輯‘1’，這是不可能的。其結(jié)果將是在閃速存儲(chǔ)器中的一個(gè)不正確的字。該例演示當(dāng)連同常規(guī)編碼算法例如漢明碼一起使用閃速存儲(chǔ)器時(shí)，單個(gè)位可改變性失去。當(dāng)使用常規(guī)錯(cuò)誤修正模式時(shí)，單個(gè)位不能自由改變，如圖4所示。
根據(jù)本發(fā)明，提出一種新的錯(cuò)誤修正模式，它允許閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字上改進(jìn)的位更改。圖5表示具有根據(jù)本發(fā)明的編碼模式的閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50的組織。如圖5所示，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50分成兩個(gè)部分51和52。在給出的例子中，數(shù)據(jù)字50的4個(gè)最高位51為位改變預(yù)留。數(shù)據(jù)字50剩余的4位52用于隨機(jī)數(shù)據(jù)。冗余位53的使用和常規(guī)編碼模式相同。然而注意，需要較長(zhǎng)的冗余位，因?yàn)橛捎谝胱?1，整個(gè)閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50更長(zhǎng)。請(qǐng)注意，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50的部分52通常比部分51長(zhǎng)。
圖6詳細(xì)表示新編碼模式的原理(狀態(tài)a)在擦除操作后閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50的所有位和冗余字53都是邏輯‘1’。(狀態(tài)b)數(shù)據(jù)編程到閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50的數(shù)據(jù)部分52。在表示的本例中，編程數(shù)據(jù)‘1010’。為單一位改變預(yù)留的部分51在現(xiàn)在未被觸及。冗余字53被編程為‘1001’。(狀態(tài)c)現(xiàn)在通過(guò)編程為位改變?yōu)椤?001’而預(yù)留的數(shù)據(jù)字段51而修改閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50。新閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50是‘0001 1010’，它有和舊閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字‘111 1010’同樣的冗余字53。其結(jié)果，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50的修改是正確的，并在讀出該閃速存儲(chǔ)器時(shí)將得到一個(gè)合法的代碼字。
應(yīng)該注意，位的可更改性是受限制的。位只可以在閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字的一個(gè)保留的部分內(nèi)改變。此外，并非所有可能的位改變是允許的。在給定的例子中，為改變保留4位(部分51)。理論上說(shuō)，16個(gè)位修改是可能的，但是這16個(gè)中只有兩個(gè)是允許的(例如‘0001’和‘0100’)?？赡艿奈桓淖冞@里稱為‘魔術(shù)字’。因?yàn)槭褂醚h(huán)編碼模式(循環(huán)碼)定義冗余字53，因此有一定的閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字50(魔術(shù)字)，它們具有同樣的冗余字53。
現(xiàn)在結(jié)合應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明本模式的細(xì)節(jié)。
本發(fā)明例如可以應(yīng)用于未來(lái)的移動(dòng)電話系統(tǒng)。對(duì)于大閃速存儲(chǔ)器容量(64Mb-128Mb)日益增加的需求使得錯(cuò)誤修正成為必需。因此，使用沒(méi)有錯(cuò)誤修正模式的閃速存儲(chǔ)器不是一種可行的選擇。在蜂窩電話中，通常在專用EEPROM芯片中存儲(chǔ)少量經(jīng)常改變的數(shù)據(jù)(參數(shù))(例如電話號(hào)碼、稅額等)，該芯片允許在字節(jié)級(jí)擦除。為減少移動(dòng)電話的成本和部件數(shù)，新的趨勢(shì)是省去EEPROM芯片，而在閃速存儲(chǔ)器上模擬EEPROM功能。這一技術(shù)由所有主要的制造商廣泛傳播。不像EEPROM，閃速存儲(chǔ)器不能在字節(jié)級(jí)擦除，其在本說(shuō)明書(shū)的引言部分已經(jīng)討論。因?yàn)殚W速存儲(chǔ)器中的字節(jié)不可能被改寫(xiě)，因此閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字的舊的出現(xiàn)在改變?cè)撻W速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字時(shí)被標(biāo)記為“無(wú)效”。把更新的閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字寫(xiě)入下一可用閃速存儲(chǔ)器位置。通常，使用閃速存儲(chǔ)器管理軟件，它跟蹤閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的有效出現(xiàn)。圖7表示當(dāng)在閃速存儲(chǔ)器上模擬EEPROM功能時(shí)閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字60是如何組織的。閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字60分成兩個(gè)字段61和62。在閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字段62中，可以存儲(chǔ)實(shí)際信息(隨機(jī)數(shù)據(jù))。在狀態(tài)字段61中，編程一個(gè)標(biāo)記以指示在閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字段62中包含的數(shù)據(jù)有效還是無(wú)效。該應(yīng)用直接相應(yīng)于這里說(shuō)明的發(fā)明。在閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字段62已經(jīng)編程后狀態(tài)字段61需要單一位改變。當(dāng)使用錯(cuò)誤修正時(shí)，單一位改變到已經(jīng)編程的數(shù)據(jù)是不可能的。根據(jù)該新模式的錯(cuò)誤修正允許為EEPROM模擬所需要的位修正。
圖8給出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)70的方框圖。系統(tǒng)70是一個(gè)集成電路系統(tǒng)，具有一個(gè)非易失閃速存儲(chǔ)器71。錯(cuò)誤修正編碼器72安放在閃速存儲(chǔ)器71的輸入側(cè)。它使用一個(gè)錯(cuò)誤修正算法用來(lái)給閃速存儲(chǔ)器71寫(xiě)數(shù)據(jù)。在閃速存儲(chǔ)器71的輸出側(cè)安放一個(gè)錯(cuò)誤修正解碼器73，用于從閃速存儲(chǔ)器71中讀存儲(chǔ)的位。此外，系統(tǒng)70包括一個(gè)微處理器74。閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線75連接錯(cuò)誤修正編碼器72到閃速存儲(chǔ)器71和閃速存儲(chǔ)器71到錯(cuò)誤修正解碼器73。閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線75分成承載冗余位的位線76和承載閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)位的位線77。數(shù)據(jù)位線77分成承載狀態(tài)位的位線78和承載數(shù)據(jù)位的位線79。根據(jù)本發(fā)明，如果狀態(tài)位改變改變?yōu)橐欢ǖ膬?yōu)選值(“魔術(shù)字”)，則錯(cuò)誤修正編碼器72不改變?nèi)哂辔坏慕M配。
如果要在錯(cuò)誤修正編碼器72的入口Din處編程入閃速存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)字具有128位，則閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線75優(yōu)選是136位寬，冗余字8位，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字112位和狀態(tài)位字16位，然后把它們傳輸?shù)介W速存儲(chǔ)器71。反之亦然，當(dāng)從閃速存儲(chǔ)器71讀一個(gè)數(shù)據(jù)字時(shí)，冗余字有8位，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字有112位，狀態(tài)位字有16位。輸出線66上的數(shù)據(jù)字是128位寬。在128位數(shù)據(jù)字、16位的狀態(tài)位字和8位的冗余字的場(chǎng)合，有幾個(gè)可用的魔術(shù)字。允許狀態(tài)字采取一個(gè)魔術(shù)字。不允許魔術(shù)字以外的字。當(dāng)有3個(gè)不同的16位魔術(shù)字時(shí)，狀態(tài)字段可以存儲(chǔ)3個(gè)魔術(shù)字中之一。注意，如果數(shù)據(jù)字段中的數(shù)據(jù)字改變，則根據(jù)本發(fā)明的奇偶位仍然改變。然而，如果狀態(tài)信息從一個(gè)魔術(shù)字改變到另一個(gè)魔術(shù)字，則奇偶位不改變。用以控制微處理器的軟件(微代碼)‘認(rèn)識(shí)’該魔術(shù)字。魔術(shù)字可以存儲(chǔ)在例如閃速存儲(chǔ)器中。
在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的集成電路系統(tǒng)中，可以使用狀態(tài)位61來(lái)決定內(nèi)容部分62中的數(shù)據(jù)是否有效。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，以模擬EEPROM的方式使用閃速存儲(chǔ)器71。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，使用一個(gè)循環(huán)冗余碼，最好是一個(gè)對(duì)稱的漢明碼，作為集成電路系統(tǒng)70中的錯(cuò)誤修正算法。
圖9給出本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例。系統(tǒng)80包括微處理器84、微處理器總線91、RAM83、I/O設(shè)備92和閃速存儲(chǔ)器單元90。在閃速存儲(chǔ)器單元90內(nèi)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明模式。它包括一個(gè)組合的錯(cuò)誤修正編碼器/解碼器82(和可能有其它的控制電路)，其通過(guò)閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線連接到閃速存儲(chǔ)器81。閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線包括位線86和87。微處理器84可以經(jīng)由總線91寫(xiě)數(shù)據(jù)到閃速存儲(chǔ)器81中。這些數(shù)據(jù)由編碼器/解碼器82編碼(在被編程到閃速存儲(chǔ)器81中前)。通過(guò)位線86編程冗余位到閃速存儲(chǔ)器81和經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)線87編程閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字到閃速存儲(chǔ)器81。編碼器/解碼器82產(chǎn)生具有兩部分的閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字。第一部分表示位改變，而第二部分表示實(shí)際數(shù)據(jù)。為此目的，數(shù)據(jù)線87細(xì)分為承載閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字的第一部分的數(shù)據(jù)線88和承載實(shí)際數(shù)據(jù)字的數(shù)據(jù)線89。
編碼器/解碼器82包括多個(gè)門(mén)(諸如與門(mén)、或門(mén)和異或門(mén))。
當(dāng)從閃速存儲(chǔ)器81中讀數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)線86和87取各數(shù)據(jù)。然后，應(yīng)用一個(gè)算法來(lái)檢驗(yàn)該數(shù)據(jù)有效還是無(wú)效。如果該數(shù)據(jù)被認(rèn)為有效，則使它們成為可通過(guò)總線91為微處理器84可用。如果該數(shù)據(jù)被認(rèn)為無(wú)效，則改正它們，然后使它們通過(guò)總線91為微處理器84可用。
圖10A表示錯(cuò)誤修正編碼器72的細(xì)節(jié)。在本例中，用于在閃速存儲(chǔ)器71中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的輸入總線Din是128位寬。通過(guò)總線線103把一個(gè)128位的數(shù)據(jù)字供給適配器100。適配器擴(kuò)展該數(shù)據(jù)字，使得它在輸出總線104上有136位。這通過(guò)在該數(shù)據(jù)字的末尾添加零而實(shí)現(xiàn)。然后通過(guò)總線104把該136位的數(shù)據(jù)字供給奇偶位發(fā)生器101。奇偶位發(fā)生器101應(yīng)用一個(gè)編碼模式(例如基于漢明碼)以便產(chǎn)生相應(yīng)于在輸入Din處的數(shù)據(jù)字的冗余位。在本例中，有8個(gè)冗余位，它們?cè)谄媾嘉话l(fā)生器101的輸出總線105上提供。8位冗余字和在輸入Din處的128位的數(shù)據(jù)字組合，以便形成在輸出總線75(Dout)上的一個(gè)136位的字。這一136位的字存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器71中為以后檢索。
圖10B表示錯(cuò)誤修正解碼器73的細(xì)節(jié)。當(dāng)從閃速存儲(chǔ)器71中取136位的字時(shí)，它通過(guò)總線108供給另一個(gè)奇偶位發(fā)生器106。這一奇偶位發(fā)生器106可以和奇偶位發(fā)生器101相同。奇偶位發(fā)生器106應(yīng)用一個(gè)編碼模式(例如基于漢明碼)，以便能夠決定該136位的字中的任何位是否需要改正和識(shí)別哪一位必須被改正。在本例中，奇偶位發(fā)生器106在輸出總線109上提供一個(gè)8位的字，它指示該136位的字中的任何位是否需要改正和哪一位必須被改正。應(yīng)用修正單元107執(zhí)行正被施加在它的輸入總線108上的136位字的必需的改正。然后把改正的數(shù)據(jù)字(Qout)提供到輸出總線110上。
錯(cuò)誤修正編碼器72和錯(cuò)誤修正解碼器73都可以使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選，兩個(gè)功能塊72和73都可以集成到和閃速存儲(chǔ)器71同一個(gè)模子上。
根據(jù)本發(fā)明的閃速存儲(chǔ)器的特征是以圖5所示方式邏輯組織數(shù)據(jù)。每一閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字包括一個(gè)第一部分，其中存儲(chǔ)為單個(gè)位改變保留的信息。閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字的第二部分包括實(shí)際數(shù)據(jù)。提供一個(gè)第三部分，使用它來(lái)存儲(chǔ)冗余位。這些冗余位根據(jù)第一和第二部分中的信息計(jì)算。使用一個(gè)合適的代碼(例如漢明碼)來(lái)計(jì)算冗余位。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以規(guī)定錯(cuò)誤修正代碼的某些代碼要求。第一條件將是該代碼應(yīng)該是對(duì)稱的，亦即在其中所有位都是‘0’或所有位都是‘1’的代碼字必須是合法的字。
可以使用下面的等式來(lái)產(chǎn)生奇偶位發(fā)生器106的輸出總線109上的字ParGenQParGenQ＝H·cTParGenQ是在總線109上的8位結(jié)果矢量。它通過(guò)用在輸入總線108上的136位的字乘奇偶位矩陣H產(chǎn)生。奇偶位發(fā)生器106實(shí)現(xiàn)該矩陣H。
在閃速存儲(chǔ)器71的輸入側(cè)，可以使用同樣的矩陣H來(lái)產(chǎn)生輸出總線105上的冗余字。
為結(jié)合本發(fā)明使用，可以規(guī)定表征奇偶位矩陣H的規(guī)則。這些規(guī)則可以根據(jù)不同的應(yīng)用而不同。
應(yīng)該注意，本發(fā)明不允許無(wú)限制的位更改，像在沒(méi)有任何錯(cuò)誤修正的閃速存儲(chǔ)器中的情形。
介紹一種為模擬閃速存儲(chǔ)器中電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)的成本有效的方法。這里介紹的方法使用具有關(guān)于閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字改進(jìn)的位可更改性的標(biāo)準(zhǔn)閃速存儲(chǔ)器部件，其足以滿足大多數(shù)應(yīng)用。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，例如，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)字具有128位的長(zhǎng)度，和冗余字具有8位的長(zhǎng)度。
本發(fā)明非常適合用于個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、數(shù)字照相機(jī)、掌上型設(shè)備或多種其它設(shè)備。包括根據(jù)本發(fā)明的閃速存儲(chǔ)器的系統(tǒng)非常適合用來(lái)存儲(chǔ)萬(wàn)維網(wǎng)地址、備忘錄、新的地址信息(例如新的電話號(hào)碼)、賬目(例如費(fèi)用)等。
可以在其中使用本發(fā)明的一個(gè)例子是話音驅(qū)動(dòng)(話音編碼)蜂窩電話。例如，各話音樣本存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明還非常適合用于這樣的蜂窩電話，在這樣的電話中，電話號(hào)碼存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器中而不是SIM卡上。如果一個(gè)電話號(hào)碼改變，則舊的電話號(hào)碼必須標(biāo)記為過(guò)時(shí)。為此目的，閃速存儲(chǔ)器中的各數(shù)據(jù)字必須標(biāo)記為無(wú)效。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須改變單一位。在具有錯(cuò)誤修正的常規(guī)閃速存儲(chǔ)器中，這是不可能的。然而，使用本發(fā)明，可以改變單一位，只要新的數(shù)據(jù)字(其中一位要改變)和原來(lái)的數(shù)據(jù)字具有同樣的冗余字。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它改善了任何計(jì)算設(shè)備的可靠性，而沒(méi)有增加用于附加電路的更多開(kāi)銷或成本。
應(yīng)該理解，為清楚起見(jiàn)，本發(fā)明的各種特征在一些個(gè)別實(shí)施例的上下文中說(shuō)明，它們也可以在單一實(shí)施例中組合提供。相反，為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，在單一實(shí)施例的上下文中說(shuō)明的本發(fā)明的各種特征也可以單獨(dú)或者以任何適合的子組合提供。
在附圖和說(shuō)明書(shū)中，敘述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，雖然使用了特定的術(shù)語(yǔ)，但是這樣給出的說(shuō)明在通用和說(shuō)明性意義上使用這些術(shù)語(yǔ)，而不是為限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括一個(gè)微處理器(74；84)、一個(gè)用于往閃速存儲(chǔ)器器件(71，72，73；90)中寫(xiě)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線(75；91)和一個(gè)用于從閃速存儲(chǔ)器器件(71，72，73；90)中讀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線(75；91)，閃速存儲(chǔ)器器件(71，72，73；90)包括-錯(cuò)誤修正編碼器(72；82)-閃速存儲(chǔ)器(71；81)；-錯(cuò)誤修正解碼器(73；82)-閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線，用于互連錯(cuò)誤修正編碼器(72；82)、閃速存儲(chǔ)器(71；81)和錯(cuò)誤修正解碼器(73；82)；-數(shù)據(jù)在由錯(cuò)誤修正編碼器(72；82)處理時(shí)被轉(zhuǎn)換為包括狀態(tài)字(51)、數(shù)據(jù)字(52)、和冗余字(53)的字。
2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其中，錯(cuò)誤修正編碼器(72；82)包括表示錯(cuò)誤修正代碼的邏輯電路。
3.如權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其中，錯(cuò)誤修正代碼是一種對(duì)稱漢明碼。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述系統(tǒng)，其中，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線(75)包括為寫(xiě)冗余字(53)到閃速存儲(chǔ)器(71；81)中的位線(76；86)和/或?yàn)閺拈W速存儲(chǔ)器(71；81)讀冗余字(53)的位線(76；86)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述系統(tǒng)，其中，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線(75)包括為寫(xiě)數(shù)據(jù)字(52)到閃速存儲(chǔ)器(71；81)中的位線(79；89)和/或?yàn)閺拈W速存儲(chǔ)器(71；81)讀數(shù)據(jù)字(52)的位線(79；89)。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述系統(tǒng)，其中，閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線(75)包括為寫(xiě)狀態(tài)字(51)到閃速存儲(chǔ)器(71；81)中的位線(78；88)和/或?yàn)閺拈W速存儲(chǔ)器(71；81)讀狀態(tài)字(51)的位線(78；89)。
7.如權(quán)利要求1-6中任何一個(gè)權(quán)利要求所述系統(tǒng)，其中，可以由錯(cuò)誤修正解碼器(73；82)使用存儲(chǔ)在冗余字(53)內(nèi)的信息檢測(cè)和改正數(shù)據(jù)字(52)中可能的錯(cuò)誤。
8.如權(quán)利要求1-7中任何一個(gè)權(quán)利要求所述系統(tǒng)，為提供在閃速存儲(chǔ)器器件(71，72，73；90)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)字上的位可更改性。
9.如前述權(quán)利要求中任何一個(gè)權(quán)利要求所述系統(tǒng)，其中，要編程到閃速存儲(chǔ)器器件中的數(shù)據(jù)具有128位，冗余字具有8位，數(shù)據(jù)字具有112位，和狀態(tài)字具有16位。
10.如前述權(quán)利要求中任何一個(gè)權(quán)利要求所述系統(tǒng)，其中，狀態(tài)字(51)確定數(shù)據(jù)字(52)中的數(shù)據(jù)字(52)是否有效。
11.如權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其中，錯(cuò)誤修正代碼是一個(gè)循環(huán)冗余代碼。
12.如前述權(quán)利要求中任何一個(gè)權(quán)利要求所述系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)以閃速存儲(chǔ)器(71；81)中的三部分組織，這里，第一部分(51)包含一個(gè)狀態(tài)字，第二部分(52)包含一個(gè)數(shù)據(jù)字，第三部分(53)包括一個(gè)冗余字。
13.如前述權(quán)利要求中任何一個(gè)權(quán)利要求所述系統(tǒng)，其中，錯(cuò)誤修正編碼器(72；82)包括一個(gè)用于展開(kāi)數(shù)據(jù)寬度的適配器(100)和用于產(chǎn)生冗余字(53)的奇偶位發(fā)生器(101)。
14.如前述權(quán)利要求中任何一個(gè)權(quán)利要求所述系統(tǒng)，其中，錯(cuò)誤修正解碼器(73；82)包括一個(gè)奇偶位發(fā)生器(106)，用于產(chǎn)生和供給字(ParGenQ)給修正單元(107)。
15.如權(quán)利要求14所述系統(tǒng)，其中，修正單元(107)使用字(ParGenQ)以便改正從閃速存儲(chǔ)器(71；81)中讀取的數(shù)據(jù)字。
16.一種用于在閃速存儲(chǔ)器器件(71；81)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法，包括步驟-把所述數(shù)據(jù)供給奇偶位發(fā)生器(101)，-在奇偶位發(fā)生器(101)的輸出(105)上產(chǎn)生一個(gè)冗余字(53)，-產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)字(53)，-組合數(shù)據(jù)(52)和冗余字(53)和狀態(tài)字(51)為一個(gè)字，-寫(xiě)所述一個(gè)字到閃速存儲(chǔ)器器件(71；81)中。
17.如權(quán)利要求16所述方法，其中，閃速存儲(chǔ)器器件(71；81)中的一個(gè)特定字的狀態(tài)字可以采取多個(gè)預(yù)先規(guī)定的值中的一個(gè)，不需要一定改變?cè)撎囟ㄗ值娜哂嘧帧?br> 18.如權(quán)利要求17所述方法，其中，多個(gè)預(yù)先規(guī)定的值是所謂的魔術(shù)字。
19.如權(quán)利要求16-18中任何一個(gè)權(quán)利要求所述方法，其中，特定字從閃速存儲(chǔ)器器件(71；81)中讀取，并由奇偶位發(fā)生器(106)處理以便檢測(cè)位錯(cuò)誤。
20.如權(quán)利要求19所述方法，其中，奇偶位發(fā)生器(106)產(chǎn)生一個(gè)輸出字，該輸出字指示是否已發(fā)生位錯(cuò)誤和必須改正該字中的哪一位。
21.如權(quán)利要求19所述方法，其中，改正根據(jù)在奇偶位發(fā)生器(106)的輸出字中包含的信息進(jìn)行。
22.如權(quán)利要求16-21中任何一個(gè)權(quán)利要求所述方法，其中，使用狀態(tài)字(51)指示在相應(yīng)數(shù)據(jù)字段(52)中的數(shù)據(jù)是有效數(shù)據(jù)還是無(wú)效數(shù)據(jù)。
全文摘要
系統(tǒng)(70)包括微處理器(74)，一個(gè)用于往閃速存儲(chǔ)器器件(71)中寫(xiě)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線(75)和一個(gè)用于從閃速存儲(chǔ)器器件(71)中讀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線(75)，閃速存儲(chǔ)器器件(71)包括錯(cuò)誤修正編碼器(72)、閃速存儲(chǔ)器(71)、錯(cuò)誤修正解碼器(73)、和閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線，所述數(shù)據(jù)總線用于互連錯(cuò)誤修正編碼器(72)、閃速存儲(chǔ)器(71)和錯(cuò)誤修正解碼器(73)。數(shù)據(jù)在由錯(cuò)誤修正編碼器(72)處理時(shí)被轉(zhuǎn)換為包括狀態(tài)字(51)、數(shù)據(jù)字(52)、和冗余字(53)的字。這一方法允許以單一位改變修正錯(cuò)誤。
文檔編號(hào)G11C29/00GK1529852SQ02801354
公開(kāi)日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2002年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月24日
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