[发明专利]一种可自我修复的控制寄存器单元

说明书

本发明涉及一种可自我修复的控制寄存器单元，包括：错误处理器及控制单元以及与其连接的在线寄存器单元、冗余寄存器单元、数据输出及反馈电路、错误检测电路；所述数据输出及反馈电路与在线寄存器单元、冗余寄存器单元、错误检测电路连接；本发明是通过错误检测电路检测在线控制寄存器单元的错误，通过错误处理器及控制电路对错误的在线控制寄存器单元进行重构修复。修复次数超过固定次数认定为修复失败，停止修复，并使用冗余寄存器单元进行逻辑替换修复。

技术领域

本发明涉及数字电位器电路，具体的说，涉及了采用控制寄存器单元的数字电位器领域，是一种可自我修复的控制寄存器单元。

背景技术

随着集成电路技术的发展，数字电位器在越来越多的场合替代了机械式电位器。数字电位器相对机械式电位器而言具有精度高、体积小的优点。

数字电位器的阻值和电位值由外部处理器通过编程实现控制。具体来讲就是电路内部的控制寄存器被编程为不同的值来控制电位器实现不同的阻值或电位值。

在极端环境下，比如说空间环境中，数字电位器内部的控制寄存器容易受到外部影响发生错误，比较典型的就是存储的数值发生翻转，比如说原来存储的是“1”，现在受到外部影响翻转成“0”，或者相反的，原来存储的是“0”，现在受到外部影响翻转成“1”。这样，数字电位器的阻值或电位值就发生了非预期的变化，进而造成所在系统的错误甚至是大灾难。

为了减少外部环境对传统的控制寄存器单元结构造成的影响，可使用重构技术可以对翻转进行更正自修复，但是这种手段对遇到顽固的翻转错误就无能为力了。

在航天领域和航空领域，人们对于涉及到整体可靠性或是成员生命安全的关键系统都采用了增加冗余系统的方法。主系统失效后冗余系统立即进行替代。在数字电位器中引入控制寄存器单元也是一个提高可靠性的手段。

发明内容

为解决上述问题，本发明利用数字电路重构技术和冗余寄存器单元提高现有数字电位器的可靠性，提出了一种基于数字电路重构技术和冗余寄存器单元技术的一种可自我修复的控制寄存器单元。

本发明采用如下技术方案：一种可自我修复的控制寄存器单元，包括：错误处理器及控制单元以及与其连接的在线寄存器单元、冗余寄存器单元、数据输出及反馈电路、错误检测电路；所述数据输出及反馈电路与在线寄存器单元、冗余寄存器单元、错误检测电路连接；

数据输出及反馈电路，用于根据错误处理器及控制单元的信号选择在线寄存器单元或冗余寄存器单元输出到错误检测电路；

错误检测电路，用于对内部预存寄存器的值和控制数据输出及反馈电路反馈的值进行异或比对，得到重构计数值并输出至错误处理器及控制单元；

所述错误处理器及控制单元，用于根据重构计数值控制对在线寄存器的动态重构以及决定是否启用冗余寄存器单元。

所述在线寄存器单元和冗余寄存器单元采用器件尺寸和结构相同的寄存器。

所述数据输出及反馈电路包括反相器X1和两个NMOS晶体管N1、N2；所述反相器X1的输入端、N1的栅极与错误处理器及控制单元连接，反相器X1的输出端与N2的栅极连接，N1和N2源极连接并作为数据输出及反馈电路的输出端，与错误检测电路连接，N1漏极、N2漏极分别与在线控制寄存器、冗余寄存器单元连接。

所述错误检测电路，用于对在线寄存器单元和冗余寄存器单元进行实时比对操作；包括预存寄存器和异或比较器，所述预存寄存器输入端与错误处理器及控制单元连接，输出端与异或比较器第一输入端连接，异或比较器第二输入端与数据输出及反馈电路输出端连接，异或比较器输出端与错误处理器及控制单元连接。

一种可自我修复的控制寄存器单元容错控制方法，包括以下步骤：