基于SoC的實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)中存儲(chǔ)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)重組和地址重新生成
該糾錯(cuò)容錯(cuò)邏輯采用了多種方法進(jìn)行容錯(cuò)，主要包括采用行冗余模塊實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)、降低糾錯(cuò)能力進(jìn)行容錯(cuò)、將用于糾錯(cuò)的模塊用于容錯(cuò)等。當(dāng)自檢模塊發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)顆粒出現(xiàn)故障時(shí)，將Mem_state寄存器的相應(yīng)位置為1。而存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組合以及地址生成都是與Mem_state寄存器相關(guān)的可配置邏輯。

(1)采用行冗余模塊實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)。當(dāng)自測(cè)邏輯發(fā)現(xiàn)某個(gè)顆粒出現(xiàn)故障時(shí)，首先選擇采用行冗余模塊進(jìn)行容錯(cuò)的方法。CS片選信號(hào)可以看作地址信號(hào)的一部分，當(dāng)寄存器Mem_state中存在一位為1，則出現(xiàn)故障的顆粒所在的存儲(chǔ)顆粒行就會(huì)被關(guān)閉(拉高CS信號(hào))，同時(shí)打開(kāi)冗余行(拉低CS信號(hào))，其他信號(hào)不變。

(2)將用于糾錯(cuò)的模塊用于容錯(cuò)。當(dāng)自測(cè)邏輯發(fā)現(xiàn)某個(gè)顆粒出現(xiàn)故障且所有的冗余行都已經(jīng)啟用，可以適當(dāng)將糾錯(cuò)的模塊用于容錯(cuò)。這時(shí)需要在地址方面和數(shù)據(jù)重組方面都進(jìn)行一定的改動(dòng)，主要包括：①在故障顆粒所在的行內(nèi)，故障顆粒的地址和數(shù)據(jù)都被轉(zhuǎn)發(fā)到空閑顆粒。②所有的數(shù)據(jù)線依然直接與控制器模塊相連，但在模塊內(nèi)部，數(shù)據(jù)重組邏輯自動(dòng)將冗余顆粒的數(shù)據(jù)通路重組到故障顆粒的數(shù)據(jù)通路上來(lái)。③糾錯(cuò)碼編解碼邏輯自動(dòng)調(diào)整編解碼方案。根據(jù)相關(guān)寄存器的值，糾錯(cuò)碼的編解碼邏輯自動(dòng)降低糾錯(cuò)能力，數(shù)據(jù)重組邏輯也自動(dòng)定向糾錯(cuò)碼的數(shù)據(jù)通路。圖4為數(shù)據(jù)重組示意圖。

系統(tǒng)糾錯(cuò)容錯(cuò)能力分析

假設(shè)各個(gè)DDR顆粒之間發(fā)生錯(cuò)誤的概率是互相獨(dú)立的，設(shè)每個(gè)顆粒發(fā)生錯(cuò)誤的概率恒定為λ，則每個(gè)DDR顆粒的可靠性符合泊松分布，其可靠性為Rm=e-λt。在Mem(i，j)系統(tǒng)中，每行的可靠性為

整個(gè)系統(tǒng)的可靠性為

重構(gòu)前后系統(tǒng)可靠性的變化如圖5所示。

由此，可以根據(jù)故障概率λ計(jì)算出系統(tǒng)的整體可靠性Rsystem，根據(jù)系統(tǒng)要求的可靠性可以反向計(jì)算出所需要的i，j，從而構(gòu)建出完整的Mem(i，j)容錯(cuò)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

結(jié)論

針對(duì)SoC實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種新的具有自適應(yīng)容錯(cuò)糾錯(cuò)能力的二級(jí)冗余存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。詳細(xì)論述了系統(tǒng)在存儲(chǔ)顆粒組織排列和信號(hào)連接方面對(duì)于糾錯(cuò)容錯(cuò)能力的支持、系統(tǒng)在邏輯設(shè)計(jì)上對(duì)糾錯(cuò)容錯(cuò)能力的支持等。新的存儲(chǔ)系統(tǒng)容錯(cuò)方案可以有效地提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性，下一步的工作將集中在整個(gè)系統(tǒng)的低功耗優(yōu)化方面。