[发明专利]面向SoC中ScratchPad存储器的自愈方法

说明书

本发明公开了面向SoC中ScratchPad存储器的自愈方法，包括获取备份存储器块的故障类型，故障类型为瞬时故障时不作处理，将故障类型为间歇性故障或永久性故障的备份存储器块进行自愈；判断是否完成所有基础存储器块的自愈，若是则其数据备份到备份存储器块，再进行自愈，直到完成一轮自愈；完成两轮自愈后对备份存储器块进行内容翻转缓解以存储器老化。本发明在故障实际发生前将其测试出来以进行修复，保证了系统操作的正确性；采用一种软件无感知的在线测试方法，测试过程几乎不影响系统的正常运行，保证了对实时性要求较高的系统的可靠性；且有效减缓存储器老化。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种面向SoC中ScratchPad存储器的自愈方法。

背景技术

在集成电路中，随着晶体管工艺尺寸的不断降低，系统的可靠性问题变得日益突出，老化是影响集成电路可靠性的主要因素之一。很多老化机理，例如负偏置温度不稳定性(NBTI)、热载流子注入效应(HCI)和时间相关电介质击穿(TDDB)使集成电路在服役期内失效率随时间的推移而快速升高，对电路的使用寿命造成了严重影响，甚至会导致整个电路系统失效。

随着集成电路集成度的提高，越来越多的IP核被集成到片上系统(SoC)中，使得集成电路能够高效并行地处理任务。现在的SoC中，占有最大片上空间的IP核就是嵌入式存储器，其通常采用极限的设计规则因此容易受到工艺偏差的影响，并且受晶体管的老化问题严重。因此嵌入式存储器的可靠性和稳定性对整个系统的可靠性和稳定性尤为重要。

ScratchPad存储器作为SoC中一种常用的片上存储器，其基于SRAM存储阵列、地址译码电路以及输出电路组成，通过片上高速总线与处理器直接相连，在编址上将ScratchPad存储器的地址空间映射到内存空间，常用于保存数据。

自愈技术是解决系统可靠性问题的常用方法，其主要包括故障检测、故障定位、故障修复等多个步骤，目前针对ScratchPad存储器的自愈方法中主要存在以下问题：

a、电路级老化或故障测试方法，针对SRAM中存储阵列、译码电路和灵敏放大器等结构在电路级上设计老化传感器或故障检测电路，其粒度较细，伴随着较大的面积开销、侵入性较大、测量不精准和设计复杂度高等问题；

b、传统的存储器内建自测试是离线测试，测试过程会破坏原有的存储数据，并且当检测到故障时，系统已经带有故障运行了一段时间，这种故障发生后的检测方法可能造成之前一段时间的系统功能错误；

c、基于降低电压的存储器虚拟老化测试需要在测试过程中调节电压，电压控制具有一定的复杂性；

d、传统的存储器内建自修复是利用存储器阵列的冗余资源来替换故障单元，这需要一定的额外资源开销。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的面向SoC中ScratchPad存储器的自愈方法解决了传统自愈过程中系统带故障运行以及占用资源大的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种面向SoC中ScratchPad存储器的自愈方法，其包括以下步骤：

S1、将存储器中的存储器块分别系统编号为A、B、C和D的基础存储器块，以及Copy的备份存储器块；

S2、获取当前系统编号为Copy的备份存储器块的故障类型，若故障类型为间歇性故障或永久性故障则进入步骤S3；若故障类型为瞬时故障则进入步骤S6；

S3、在系统编号为D的基础存储器块中自下而上寻找未被使用的可缩减地址空间；

S4、判断该可缩减地址空间是否故障；若是则返回步骤S3；否则进入步骤S5；