本發(fā)明專利技術(shù)適用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，提供一種存儲(chǔ)器故障單元的替換方法及裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中所述方法包括：根據(jù)讀取地址讀取主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，并檢測所述數(shù)據(jù)是否正確；若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器，其中所述映射表保存有主存儲(chǔ)器中故障單元地址和替換存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)替換地址的映射關(guān)系，所述替換存儲(chǔ)器用于保存主存儲(chǔ)器中故障單元所對(duì)應(yīng)的正確數(shù)據(jù)；若所述數(shù)據(jù)正確，則將所述數(shù)據(jù)直接返回至處理器。使用本方法即使主存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元中出現(xiàn)了多處錯(cuò)誤，亦可通過映射表獲取正確的數(shù)據(jù)，并且替換存儲(chǔ)器的容量也非常小，成本和功耗都很低。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種存儲(chǔ)器故障單元的替換方法及裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)
本專利技術(shù)屬于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種存儲(chǔ)器故障單元的替換方法及裝置、數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
常用的半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器可以分為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器DRAM和靜態(tài)隨機(jī)存 取存儲(chǔ)器SRAM兩大類，DRAM具有集成度高、速度快等特點(diǎn)，主要用作系統(tǒng)的內(nèi)存；SRAM可以 達(dá)到更高的速度，不需要定時(shí)刷新，但是集成度較低，因此主要用作高速緩存。DRAM和SRAM都通過電荷來保存信息，例如DRAM是根據(jù)晶體管柵極電容是否存有 電荷來表示I或0，SRAM是根據(jù)晶體管的導(dǎo)通或截止來表示I或O。它們?cè)谕獠坑钪嫔渚€ 或芯片封裝材料中放射性元素的影響下，電荷狀態(tài)可能發(fā)生變化，例如從I變成0，導(dǎo)致保 存的信息出現(xiàn)變化。這種現(xiàn)象稱為軟失效，但是其中的存儲(chǔ)單元并未損壞，只是信息發(fā)生變 化而已，可以通過重新寫入數(shù)據(jù)將其糾正。此外，芯片工作電壓的波動(dòng)、電磁干擾也會(huì)引起 軟失效，隨著半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，DRAM和SRAM的集成度越來越高，工作電壓也在 不斷降低，因此軟失效的幾率在不斷增加。同時(shí)，存儲(chǔ)器也會(huì)有個(gè)別存儲(chǔ)單元出現(xiàn)硬失效， 這種故障無法通過重新寫入數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正，從該存儲(chǔ)單元中讀出來的數(shù)據(jù)可能一直是1、一 直是O或者不確定。存儲(chǔ)器中保存的是系統(tǒng)運(yùn)行的代碼和數(shù)據(jù)，如果其中的內(nèi)容發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生意 料不到的結(jié)果，甚至可能使得系統(tǒng)運(yùn)行失常或死機(jī)。為了解決存儲(chǔ)單元的失效問題，現(xiàn)有技術(shù)中通過采用ECC (Error Check andCorrection,檢錯(cuò)糾錯(cuò))算法,在現(xiàn)有存儲(chǔ)器的基礎(chǔ)上新增一片校驗(yàn)存儲(chǔ)器(例如內(nèi)存條 上有9個(gè)存儲(chǔ)器芯片，其中8個(gè)是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，I個(gè)是校驗(yàn)存儲(chǔ)器)，兩者共用同一個(gè)通道。 每次向存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)時(shí)，將根據(jù)ECC算法得到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)也一起寫入校驗(yàn)存儲(chǔ)器，從存 儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)時(shí)，也一起讀出校驗(yàn)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，并根據(jù)ECC算法檢測是否發(fā)生了錯(cuò)誤。 如果出現(xiàn)了單比特錯(cuò)誤，ECC算法可以將其糾正，得到正確的數(shù)據(jù)。但ECC算法的糾錯(cuò)能力 很有限，一般只能糾正單個(gè)比特的錯(cuò)誤，如果發(fā)生多個(gè)比特錯(cuò)誤將無法糾正。同時(shí)，雖然ECC 算法將讀出的單比特錯(cuò)誤糾正了，但存儲(chǔ)器中的內(nèi)容仍然是錯(cuò)誤的，如果此后再發(fā)生一個(gè) 比特的失效就無法糾正了。為此，現(xiàn)有技術(shù)為了進(jìn)一步提高糾錯(cuò)能力，將兩個(gè)完全相同的存儲(chǔ)器組成鏡像或 鎖步方式，使用兩個(gè)通道與存儲(chǔ)控制器連接。其中鏡像方式是將兩個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容組成 一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)檢測到其中一個(gè)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)，再從另一個(gè)存儲(chǔ)器取數(shù)據(jù)，因此 可以容忍整個(gè)存儲(chǔ)器失效；鎖步方式是將兩個(gè)存儲(chǔ)器通道組合成一個(gè)邏輯通道，采用了更 先進(jìn)的糾錯(cuò)算法，可以容忍單個(gè)存儲(chǔ)器芯片失效。但是顯然，所述鏡像方式和鎖步方式都要 求使用兩組容量、速度完全一樣的存儲(chǔ)器，增加了系統(tǒng)成本和功耗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于上述問題，本專利技術(shù)提供一種存儲(chǔ)器故障單元的替換方法及裝置和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系 統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，通過增加校驗(yàn)存儲(chǔ)器，采用ECC算法的糾錯(cuò)能力很有限，以及采 用鏡像方式或鎖步方式增加了系統(tǒng)成本和功耗的技術(shù)問題。第一方面，所述存儲(chǔ)器故障單元的替換方法包括根據(jù)讀取地址讀取主存儲(chǔ)器中 對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)；檢測所述數(shù)據(jù)是否正確；若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì) 應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器，其中 所述映射表保存有主存儲(chǔ)器中故障單元地址和替換存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)替換地址的映射關(guān)系，所 述替換存儲(chǔ)器用于保存主存儲(chǔ)器中故障單元所對(duì)應(yīng)的正確數(shù)據(jù)；若所述數(shù)據(jù)正確，則將所 述數(shù)據(jù)直接返回至處理器。在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)讀取地址讀取主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng) 數(shù)據(jù)，并檢測所述數(shù)據(jù)是否正確步驟之前，還包括根據(jù)寫入地址將數(shù)據(jù)寫入主存儲(chǔ)器中對(duì) 應(yīng)的存儲(chǔ)單元，若映射表中存在所述寫入地址，將所述數(shù)據(jù)同時(shí)替換存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ) 單元。結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲 取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器步驟，具體包括若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤且無法 糾正，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地 址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器。結(jié)合第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述數(shù)據(jù) 錯(cuò)誤但可以糾正，則將糾正后的數(shù)據(jù)返回至處理器。結(jié)合第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述數(shù)據(jù) 錯(cuò)誤且無法糾正，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取 所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器步驟，具體包括若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤且無法糾 正，同時(shí)映射表中存在所述讀取地址，則根據(jù)讀取地址所對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中 獲取對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器。結(jié)合第一方面第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述數(shù) 據(jù)錯(cuò)誤且無法糾正，同時(shí)映射表中不存在所述讀取地址，則分配一個(gè)替換存儲(chǔ)器的空白地 址與所述讀取地址對(duì)應(yīng)，作為新的映射表項(xiàng)寫入映射表，并輸出重啟指令。結(jié)合第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述若所述 數(shù)據(jù)錯(cuò)誤但可以糾正，則將糾正后的數(shù)據(jù)返回至處理器步驟，具體包括若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤但 可以糾正，同時(shí)映射表中存在所述讀取地址，則將糾正后的數(shù)據(jù)返回至處理器。結(jié)合第一方面地六種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，若所述數(shù)據(jù) 錯(cuò)誤但可以糾正，同時(shí)映射表中不存在所述讀取地址，則將糾正后的數(shù)據(jù)返回至處理器，再 分配一個(gè)替換存儲(chǔ)器的空白地址與所述讀取地址對(duì)應(yīng)，作為新的映射表項(xiàng)寫入映射表，并 將糾正后數(shù)據(jù)寫入所述空白地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。結(jié)合第一方面的第五種或第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八中可能的實(shí)現(xiàn)方式中， 在寫入新的映射表項(xiàng)時(shí)若已達(dá)到映射表的容量上限，則隨機(jī)選取一個(gè)映射表項(xiàng)替換為所述 新的映射表項(xiàng)；或者，在映射表中按照順序順次替換所述新的映射表項(xiàng)；或者，將最近最少 使用的映射表項(xiàng)替換為所述新的映射表項(xiàng)。結(jié)合第一方面第八中可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在寫入新的 映射表項(xiàng)時(shí)若已達(dá)到映射表的容量上限，則同時(shí)向處理器輸出中斷告警。第二方面，所述存儲(chǔ)器故障單元的替換裝置包括讀取檢測單元，用于根據(jù)讀取地 址讀取主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，并檢測所述數(shù)據(jù)是否正確；替換數(shù)據(jù)返回單元，用于當(dāng)所述讀 取檢測單元檢測到所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換 存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器，其中所述映射表保存有主存 儲(chǔ)器中故障單元地址和替換存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)替換地址的映射關(guān)系，所述替換存儲(chǔ)器用于保存 主存儲(chǔ)器中故障單元所對(duì)應(yīng)的正確數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)直接返回單元，用于當(dāng)所述讀取檢測單元檢 測到所述數(shù)據(jù)正確時(shí)，將所述數(shù)據(jù)直接返回至處理器。在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述裝置還包括數(shù)據(jù)寫入單元，用于根 據(jù)寫入地址將數(shù)據(jù)寫入主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元，若映射表中存在所述寫入地址，將所 述數(shù)據(jù)同時(shí)替換存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述替換數(shù)據(jù)返回單元包括替換返回模塊，用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤且無法糾正時(shí)，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種存儲(chǔ)器故障單元的替換方法，其特征在于，所述方法包括：根據(jù)讀取地址讀取主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)；檢測所述數(shù)據(jù)是否正確；若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器，其中所述映射表保存有主存儲(chǔ)器中故障單元地址和替換存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)替換地址的映射關(guān)系，所述替換存儲(chǔ)器用于保存主存儲(chǔ)器中故障單元所對(duì)應(yīng)的正確數(shù)據(jù)；若所述數(shù)據(jù)正確，則將所述數(shù)據(jù)直接返回至處理器。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種存儲(chǔ)器故障單元的替換方法，其特征在于，所述方法包括 根據(jù)讀取地址讀取主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)； 檢測所述數(shù)據(jù)是否正確； 若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器，其中所述映射表保存有主存儲(chǔ)器中故障單元地址和替換存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)替換地址的映射關(guān)系，所述替換存儲(chǔ)器用于保存主存儲(chǔ)器中故障單元所對(duì)應(yīng)的正確數(shù)據(jù)； 若所述數(shù)據(jù)正確，則將所述數(shù)據(jù)直接返回至處理器。2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述根據(jù)讀取地址讀取主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)步驟之前，還包括 根據(jù)寫入地址將數(shù)據(jù)寫入主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元，若映射表中存在所述寫入地址，將所述數(shù)據(jù)同時(shí)替換存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。3.如權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，所述若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器包括 若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤且無法糾正，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器。4.如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，還包括 若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤但可以糾正，則將糾正后的數(shù)據(jù)返回至處理器。5.如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤且無法糾正，則在映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器步驟，具體包括 若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤且無法糾正，同時(shí)映射表中存在所述讀取地址，則根據(jù)讀取地址所對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括 若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤且無法糾正，同時(shí)映射表中不存在所述讀取地址，則分配一個(gè)替換存儲(chǔ)器的空白地址與所述讀取地址對(duì)應(yīng)，作為新的映射表項(xiàng)寫入映射表，并輸出重啟指令。7.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤但可以糾正，則將糾正后的數(shù)據(jù)返回至處理器步驟，具體包括 若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤但可以糾正，同時(shí)映射表中存在所述讀取地址，則將糾正后的數(shù)據(jù)返回至處理器。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括 若所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤但可以糾正，同時(shí)映射表中不存在所述讀取地址，則將糾正后的數(shù)據(jù)返回至處理器，再分配一個(gè)替換存儲(chǔ)器的空白地址與所述讀取地址對(duì)應(yīng)，作為新的映射表項(xiàng)寫入映射表，并將糾正后數(shù)據(jù)寫入所述空白地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。9.如權(quán)利要求6或8所述方法，其特征在于，在寫入新的映射表項(xiàng)時(shí)若已達(dá)到映射表的容量上限，則隨機(jī)選取一個(gè)映射表項(xiàng)替換為所述新的映射表項(xiàng)；或者，在映射表中按照順序順次替換所述新的映射表項(xiàng)；或者，將最近最少使用的映射表項(xiàng)替換為所述新的映射表項(xiàng)。10.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，在寫入新的映射表項(xiàng)時(shí)若已達(dá)到映射表的容量上限，則同時(shí)向處理器輸出中斷告警。11.一種存儲(chǔ)器故障單元的替換裝置，其特征在于，所述裝置包括 數(shù)據(jù)讀取單元，用于根據(jù)讀取地址讀取主存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)檢測單元，用于檢測所述數(shù)據(jù)是否正確； 替換數(shù)據(jù)返回單元，用于當(dāng)所述讀取檢測單元檢測到所述數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，映射表中查找所述讀取地址對(duì)應(yīng)的替換地址，從替換存儲(chǔ)器中獲取所述替換地址對(duì)應(yīng)的替換數(shù)據(jù)并返回至處理器，其中所述映射表保存有主存...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李延松，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華為技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。