具有容错机制的小容量OTPROM存储器及其容错控制方法与流程

本发明涉及一种具有容错机制的存储器，尤其涉及一种具有容错机制的小容量存储器，具体是指一种具有容错机制的小容量otprom存储器及其容错控制方法。

背景技术：

小容量otprom存储器主要应用于mcu电路，作为存储程序的一次可编程存储器。现有技术的小容量otprom存储器没有容错机制，当小容量otprom存储器中出现坏点时(即部分地址的otprom空间不能正常读写)，整个小容量otprom存储器空间无法连续使用，整颗芯片即为报废，造成很大的浪费。

现有技术中不存在在小容量otprom存储器上增加容错机制的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种克服了上述现有技术的缺点、符合能够实现一定容错功能的具有容错机制的小容量otprom存储器及其容错控制方法。

为了实现上述目的，本发明的具有容错机制的小容量otprom存储器及其容错控制方法具体如下：

该具有容错机制的小容量otprom存储器，其主要特点是，所述的容错机制基于所述的小容量otprom存储器中划分的具有用于对存储数据的主存储区域、用于对主存储区域中的坏点进行备份的备份存储区域，以及用于将主存储区域中的坏点地址对应至备份存储区域中的对应地址的出错地址映射模块来实现，且所述的小容量otprom存储器通过该容错机制在被读取的过程中将主存储区域中的坏点地址替换为备份存储区域中的对应地址。

较佳地，所述的小容量otprom存储器由读写控制电路进行数据读写，读写控制电路还对小容量otprom存储器中的主存储区域、备份存储区域和出错地址映射模块分别进行测试，获取三者的坏点，读写控制电路读取到主存储区域中的坏点时，通过所述的出错地址映射模块将该坏点的地址替换为该坏点对应的备份存储区域中的地址。

更佳地，所述的容错机制通过读写控制电路获取的主存储区域的坏点情况、备份存储区域的坏点情况和出错地址映射模块的坏点情况，判断当前容错机制是否可以实现正常容错。

较佳地，所述的出错地址映射模块包括模块使能寄存器、地址映射使能寄存器和地址映射关系寄存器，模块使能寄存器用于使能所述的出错地址映射模块，地址映射使能寄存器用于使能地址使其具有地址映射关系，地址映射关系寄存器用于存储所述的主存储区域中的坏点地址与该坏点对应在备份存储区域中的地址，且所述的模块使能寄存器、地址映射使能寄存器的地址连续，通过对模块使能寄存器的标志位进行判断，获取当前的模块使能状态，通过对地址映射使能寄存器的各比特的数值进行判断，获取地址映射使能寄存器的该比特对应的地址是否存在地址映射关系。

更佳地，模块使能寄存器的标志位为使能标志时，当前模块使能状态为使能，地址映射使能寄存器的某比特的数值为使能时，该比特所对应的地址存在地址映射关系。

较佳地，所述的主存储区域、备份存储区域和出错地址映射模块均为支持一次写入的只读存储器。

该针对以上具有容错机制的小容量otprom存储器实现容错控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)对所述的小容量otprom存储器进行划分，获取主存储区域、备份存储区域和出错地址映射模块，并判断该小容量otprom存储器的容错机制是否可实现正常容错，若可以，则进入步骤(2)，否则该容错机制失效；

(2)对所述的出错地址映射模块进行初始化；

(3)对主存储区域中的数据进行读取时，通过所述的出错地址映射模块将主存储区域中坏点地址替换为备份存储区域中与该主存储区域中的坏点地址对应的地址。

较佳地，所述的步骤(1)中的判断容错机制是否可实现正常容错包括以下步骤：

(1.1)通过所述的读写控制电路获取的主存储区域的坏点、备份存储区域的坏点和出错地址映射模块的坏点，并统计三者的坏点数目，获取各个坏点的地址；

(1.2)通过备份存储区域的坏点数目和出错地址映射模块的坏点数目，获取备份存储区域中能进行正常工作的地址数目，以及出错地址映射模块中能进行正常工作的地址数目；

(1.3)将备份存储区域中能进行正常工作的地址数目以及所述的出错地址映射模块中能进行正常工作的地址数目进行比较，选取较小值作为该容错机制中的最大容错数目；

(1.4)将主存储区域中的坏点数目与最大容错数目进行比较，若主存储区域中的坏点数目大于最大容错数目，则该容错机制不能实现正常容错；否则可以。

更佳地，所述的步骤(1.2)中获取出错地址映射模块能进行正常工作的地址数目为：

通过获取出错地址映射模块的地址数目，并去除两个连续地址的数目以及该出错地址映射模块所有坏点地址的数目，获取该出错地址映射模块能进行正常工作的地址数目。

更佳地，所述的步骤(2)中对出错地址映射模块的初始化包括：

根据所述的主存储区域的坏点情况、备份存储区域的坏点情况以及出错地址映射模块的坏点情况，对所述的模块使能寄存器的地址和地址映射使能寄存器的地址进行选取，并写入模块使能寄存器的标志位和地址映射使能寄存器的标志位，并在地址映射关系寄存器写入相应的主存储区域的坏点地址与该坏点地址在备份存储区域中对应的地址。

采用本发明的具有容错机制的小容量otprom存储器及其容错控制方法，在现有小容量otprom存储器基础上增加容错机制，当主存储区域中出现坏点时可以将出错的地址重新映射到功能正常的备份存储区域的对应地址，使小容量otprom存储器的整个空间功能都正常，达到节省成本、提升效率等目的。

附图说明

图1为本发明的具有容错机制的小容量otprom存储器的功能框图。

图2为本发明的具有容错机制的小容量otprom存储器的第一种出错地址映射模块功能示意图。

图3为本发明的具有容错机制的小容量otprom存储器的第二种出错地址映射模块功能示意图。

图4为本发明的具有容错机制的小容量otprom存储器的实现容错的工作流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

该具有容错机制的小容量otprom存储器，其中的容错机制基于所述的小容量otprom存储器中划分的具有用于对存储数据的主存储区域、用于对主存储区域中的坏点进行备份的备份存储区域，以及用于将主存储区域中的坏点地址对应至备份存储区域中的对应地址的出错地址映射模块来实现，且所述的小容量otprom存储器通过该容错机制在被读取的过程中将主存储区域中的坏点地址替换为备份存储区域中的对应地址。

在一种较佳的实施方式中，所述的小容量otprom存储器由读写控制电路进行数据读写，读写控制电路还对小容量otprom存储器中的主存储区域、备份存储区域和出错地址映射模块分别进行测试，获取三者的坏点，读写控制电路读取到主存储区域中的坏点时，通过所述的出错地址映射模块将该坏点的地址替换为该坏点对应的备份存储区域中的地址。

在一种更佳的实施方式中，所述的容错机制通过读写控制电路获取的主存储区域的坏点情况、备份存储区域的坏点情况和出错地址映射模块的坏点情况，判断当前容错机制是否可以实现正常容错。

在一种较佳的实施方式中，所述的出错地址映射模块包括模块使能寄存器、地址映射使能寄存器和地址映射关系寄存器，模块使能寄存器用于使能所述的出错地址映射模块，地址映射使能寄存器用于使能地址使其具有地址映射关系，地址映射关系寄存器用于存储所述的主存储区域中的坏点地址与该坏点对应在备份存储区域中的地址，且所述的模块使能寄存器、地址映射使能寄存器的地址连续，通过对模块使能寄存器的标志位进行判断，获取当前的模块使能状态，通过对地址映射使能寄存器的各比特的数值进行判断，获取地址映射使能寄存器的该比特对应的地址是否存在地址映射关系。在具体实施过程中，该具有容错机制的小容量otprom存储器根据主存储区域的坏点情况、备份存储区域的坏点情况和出错地址映射模块的坏点情况，对主存储区域坏点地址和备份存储区域中的功能正常的地址建立映射关系。

在一种更佳的实施方式中，模块使能寄存器的标志位为使能标志时，当前模块使能状态为使能，地址映射使能寄存器的某比特的数值为使能时，该比特所对应的地址存在地址映射关系。

在一种较佳的实施方式中，所述的主存储区域、备份存储区域和出错地址映射模块均为支持一次写入的只读存储器。

本发明中的针对以上具有容错机制的小容量otprom存储器实现容错控制的方法，包括以下步骤：

(1)对所述的小容量otprom存储器进行划分，获取主存储区域、备份存储区域和出错地址映射模块，并判断该小容量otprom存储器的容错机制是否可实现正常容错，若可以，则进入步骤(2)，否则该容错机制失效；

(2)对所述的出错地址映射模块进行初始化；

(3)对主存储区域中的数据进行读取时，通过所述的出错地址映射模块将主存储区域中坏点地址替换为备份存储区域中与该主存储区域中的坏点地址对应的地址。

在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(1)中的判断容错机制是否可实现正常容错包括以下步骤：

(1.1)通过所述的读写控制电路获取的主存储区域的坏点、备份存储区域的坏点和出错地址映射模块的坏点，并统计三者的坏点数目，获取各个坏点的地址；

(1.2)通过备份存储区域的坏点数目和出错地址映射模块的坏点数目，获取备份存储区域中能进行正常工作的地址数目，以及出错地址映射模块中能进行正常工作的地址数目；

(1.3)将备份存储区域中能进行正常工作的地址数目以及所述的出错地址映射模块中能进行正常工作的地址数目进行比较，选取较小值作为该容错机制中的最大容错数目；

(1.4)将主存储区域中的坏点数目与最大容错数目进行比较，若主存储区域中的坏点数目大于最大容错数目，则该容错机制不能实现正常容错；否则可以。

在一种更佳的实施方式中，所述的步骤(1.2)中获取出错地址映射模块能进行正常工作的地址数目为：

通过获取出错地址映射模块的地址数目，并去除两个连续地址的数目以及该出错地址映射模块所有坏点地址的数目，获取该出错地址映射模块能进行正常工作的地址数目。

在一种更佳的实施方式中，所述的步骤(2)中对出错地址映射模块的初始化包括：

根据所述的主存储区域的坏点情况、备份存储区域的坏点情况以及出错地址映射模块的坏点情况，对所述的模块使能寄存器的地址和地址映射使能寄存器的地址进行选取，并写入模块使能寄存器的标志位和地址映射使能寄存器的标志位，并在地址映射关系寄存器写入相应的主存储区域的坏点地址与该坏点地址在备份存储区域中对应的地址。

请参阅图1，在具体实施例中，应用到mcu芯片中时，本发明的容错机制基于小容量otprom存储器中的主存储区域、备份存储区域、出错地址映射模块以及读写控制电路来实现，所述的主存储区域用于存储mcu中的数据，所述的备份存储区域用于存储主存储区域坏点所存储的数据，所述的出错地址映射模块用于将主存储区域的坏点与该坏点对应到备份存储区域的地址进行一一对应，供读写控制电路在读写时直接将主存储区域中的坏点地址替换为备份存储区域中的对应地址。

以主存储区域的容量为2k×16bits、备份存储区域的容量为16×16bits、出错地址映射模块容量大小为16×16bits为例，由于三者全由小容量otprom存储器本身划分而来，因此均为支持一次写入的只读存储器。所述的读写控制电路主要是配合mcu对小容量otprom存储器进行测试、写入、读出等动作。

所述的出错地址映射模块包括模块使能寄存器、地址映射使能寄存器和地址映射关系寄存器，其中所述的模块使能寄存器和地址映射使能寄存器必须是两个连续的地址(此处可以参照图2)。在该具体实施例中，所述的模块使能寄存器的标志位为68dfh，当需要使用出错地址映射模块使能时，在两个连续地址的第一个地址写入特征值68dfh，所述的读写控制电路会依次读取所述的出错地址映射模块的每一行的内容，当读到68dfh时则表示该出错地址映射模块被使能了。

所述的地址映射使能模块紧跟所述的模块使能寄存器，“1”表示该bit对应的地址没有地址映射关系，“0”表示该bit对应的地址有地址映射关系，如bit10为1，则地址1010h没有定义地址映射关系；又如bit11为0，则地址1011h定义了地址映射关系，所述的读写控制电路在读取到模块使能寄存器标志位68dfh后会紧接着读取地址映射使能关系，通过地址映射关系寄存器中定义的主存储区域坏点的地址和功能正常的备份存储区域的地址完成地址映射。

小容量otprom存储区域的主存储区域，备份存储区域和出错地址映射模块都是支持一次写入的只读寄存器，具有掉电保持的特点。这三块区域理论上都有出现坏点的可能，当主存储区域出现坏点时，则该地址可用备份存储区域进行映射替换；当备份存储区域出现坏点时，则该地址不能作为映射替换主存储区域出错的地址；当出错地址映射模块出现坏点时，则该地址不能起作用，找到两个连续地址后，其他正常功能的地址都可以作为“地址映射关系寄存器”使用，如图3所示。

在该具体实施例中，地址映射关系寄存器中bit15为使能标志，使能标志为1代表该行地址映射关系不使能，为0代表该行地址映射关系使能，bit<14:4>为主存储区域的坏点地址，bit<3:0>为功能正常的备份存储区域地址。读写控制电路读取到地址映射关系寄存器的信息后即可将出错的主存储区域地址映射到功能正常的备份存储区域地址，实现整个主区域存储空间的正常使用。

请参阅图4，在该具体实施过程中，本发明的具有容错机制的小容量otprom存储器实现容错功能的流程如下：

(1)通过mcu的测试模式(实际上还是通过读写控制电路)对所述的主存储区域、备份存储区域以及出错地址映射模块进行测试，获取各个区域、模块的坏点情况；

(2)确定该容错机制可实现的最大容错数目，具体为：

比较出错地址映射模块功能正常的地址去除两个连续地址后的地址数目(为地址映射使能寄存器和模块使能寄存器占用)与备份存储区域功能正常的数目(所有地址数目减去备份存储区域的坏点数目)，将两者中较小的值确定为该容错机制中的最大容错数目；

(3)判断主存储区域中坏点数目是否大于最大容错数目，若大于，则该容错功能不能完成，否则可以；

(4)在出错地址映射模块中找到两个连续的地址，并在两个连续的地址中的第一个地址中写入模块使能标志位为68dfh，并根据实际需求和情况在第二个地址写入地址映射使能寄存器；

(5)根据实际需求和情况将主存储区域的坏点地址和功能正常的备份存储区域地址写入地址映射关系寄存器。

采用本发明的具有容错机制的小容量otprom存储器及其方法，在现有小容量otprom存储器基础上增加容错机制，当主存储区域中出现坏点时可以将出错的地址重新映射到功能正常的备份存储区域的对应地址，使小容量otprom存储器的整个空间功能都正常，达到节省成本、提升效率等目的。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。