[实用新型]一种抗辐射加固存储器

说明书

本实用新型公开了一种抗辐射加固存储器，包括检二纠一电路、三模冗余电路、和刷新电路；其中，刷新电路包括刷新控制器、刷新寄存器、控制选择器和数据选择器；刷新控制器产生刷新存储器的刷新控制信号输出至控制选择器，以及基于刷新寄存器的配置产生刷新频率输出至控制选择器和数据选择器；每刷新一次，数据就会经过一次检二纠一电路和三模冗余电路，检二纠一电路可纠正存储器内部出现的1位错误，三模冗余电路可纠正存储器读写过程中控制单元出现的多位错误，结合刷新电路，在正常读写操作之外，增加刷新读写操作不断的进行纠错，可防止错误累积；所有加固措施均由硬件电路实现，运行速度快，降低软件开销和程序复杂度，提高处理器的运行效率。

技术领域

本实用新型属于存储器设计技术领域，具体地说，是涉及一种抗辐射加固存储。

背景技术

静态存储器（SRAM）是半导体存储器中的重要成员，广泛应用于数字处理、自动控制、信息处理等电子设备。随着航天技术的迅速发展，静态存储器也被应用到各种航天器和卫星等航天电子领域。航天电子系统工作环境十分苛刻，太空中存在的强烈辐射包括宇宙射线、太阳辐射、极光辐射等，会引起单粒子效应，单粒子翻转（SEU，Single Event Upset）会引起电路中触发器和存储单元的数据翻转，若不进行纠正，就会导致电子系统运行故障。因此为提高电子器件在空间辐射环境下的可靠性，电子器件的存储器具备检错纠错功能就显得十分重要。

检错纠错码(Error Detection and Correction, EDAC)是存储器加固的一种常用手段，目前已有多种检错纠错编码方式应用于不同的需求，如奇偶检验码、汉明码、海思码等。各种编码方式虽然算法有所不同，但用于存储器加固时的基本工作方式是一样的，即存储器需要在原始数据之外增加若干位的存储空间用于存放校验位，当进行写操作时，需要将原始信息通过编码电路生成检验位，并一同存入存储器；而进行读操作时，将原始信息的数据通过译码电路，其结果和读出的检验位数据进行异或运算得到校正子，然后根据校正子对数据进行纠错检错操作。

存储器抗辐射加固方法中，三模冗余（TMR，Triple Modular Redundancy）属于芯片电路设计级别的加固方法。其抗 SEU 的设计思想是：对存储器所有控制和数据信号增加两组冗余信号，然后将三组信号送到多数表决电路，表决后的输出作为最终的结果使用，如果三组信号中的某一组的数据发生翻转，通过表决电路投票表决以后即可将错误数据屏蔽掉。

目前各类系统中所采用的存储器种类繁多，应用广泛，不同的存储器有着不同的应用环境，对检错纠错码的需求也各不相同。对于航天电子所处的特殊环境，出现一位数据翻转的情况居多，因此扩展汉明码、修正汉明码等此类具有“检二纠一”功能的编码方式应用最多，但当出现多位翻转致使错误累积时，EDAC电路就会失去作用无法纠正所有的错误，而且EDAC电路无法对存储器端口信号的控制单元进行检错纠错；使用三模冗余TMR的存储方式，存储器端口控制及数据信号存储为三组，在读写过程中进行三取二表决，可纠正多位错误，但是无法纠正存储器内部发生翻转的数据。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种抗辐射加固存储器，结合EDAC电路和三模冗余电路并增加了硬件刷新电路，在正常读写操作之外以硬件刷新的方式及时纠正端口信号控制单元的多位错误和存储单元内部每32位的1位错误，以不断的纠错防止错误累积，所有加固措施均以硬件电路实现，运行速度快，降低了系统开销和程序设计的复杂度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：