[发明专利]基于哈希表的存储器内建自修复系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及哈希表存储和存储器内建自修复(Memory Built-In Self-Repair，MBISR)技术领域，特别涉及一种基于哈希表的存储器内建自修复系统及方法。

背景技术

随着集成电路工艺尺寸不断减小，存储器的密度越来越大，存储器故障数也随之增加，严重影响了存储器成品率。为了保证存储器的成品率，存储器内建自修复技术应运而生，凭借其灵活的在线修复特性，低成本和高修复率等优势逐渐成为提高存储器成品率必不可少的技术手段。

存储器内建自修复技术的核心思想是采用预置的冗余存储单元替代检测到的故障存储单元，从而达到修复目的。根据冗余资源形式的不同存储器内建自修复策略可分为行或列冗余策略、行列二维冗余策略和字冗余策略。一个完整的存储器内建自修复系统包括内建自测试(Built-In Self-Test，BIST)模块和内建冗余分析(Built-In Redundancy Analysis，BIRA)模块。BIST模块的主要功能是对存储器进行测试并向BIRA模块输出故障地址。BIRA模块的功能是判断访问地址是否为故障地址，并为故障地址分配冗余资源，进行故障地址重映射，从而完成对存储器的修复。

存储器内建自修复技术需要对BIST模块检测出的故障地址进行存储，以便正常工作过程中访问地址与之进行比较，现有存储器内建自修复技术存在一个弊端：修复后存储器工作过程中需要将访问地址与故障地址列表中的故障地址依次比较，以判断访问地址是否为故障地址。这种全搜索式的地址比较效率较低，故障数较多时需要消耗大量的时钟周期才能判断出访问地址是否为故障地址，使得修复后存储器性能恶化到不可接受的地步，无法真正修复故障数较多的存储器。

哈希表是计算机程序设计中常用的存储形式，哈希表存储的特征在于数据在表中的存储地址与数据内容之间存在特定的映射关系，称之为哈希函数，表示为h＝H(k)，其中k为数据内容，h称为k的哈希地址，即数据k在表中的存储地址。哈希表存储可以快速定位搜索对象在表中的地址，而不需要对存储列表做耗时的全搜索。

发明内容

(一)要解决的技术问题

现有存储器内建自修复技术修复后的存储器在工作过程中需要将访问地址与故障地址列表中的故障地址依次比较，以判断访问地址是否为故障地址。这种全搜索式的地址比较效率较低，故障数较多时需要消耗大量的时钟周期才能判断出访问地址是否为故障地址，使得修复后存储器性能恶化到不可接受的地步，无法真正修复故障数较多的存储器。为了解决上述问题，本发明提出了一种基于哈希表的存储器内建自修复系统及方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种基于哈希表的存储器内建自修复系统，该系统包括内建自修复BIST模块和内建冗余分析BIRA模块，其中：BIST模块，用于对存储器进行测试，将检测到的故障地址暂存在BIST模块中，并向BIRA模块输出故障地址；BIRA模块，用于判断访问地址是否为故障地址，并为故障地址分配冗余资源，进行故障地址重映射，从而完成对存储器的修复。

上述方案中，所述BIST模块检测出的故障地址以哈希表形式暂存在BIST模块中。

上述方案中，所述BIRA模块包括哈希函数逻辑电路、故障地址哈希表、比较逻辑电路、冗余存储区及数据通道选择器，其中哈希函数逻辑的输出作为故障地址哈希表的地址信号，故障地址哈希表的输出和访问地址共同作为比较逻辑的输入，比较逻辑的输出作为冗余存储区的使能信号和数据通道选择器的控制信号，冗余存储区的数据端与数据通道选择器的一个通道相连。

上述方案中，所述哈希函数逻辑电路采用多哈希函数的设计，该多哈希函数中的基本哈希函数为：HA＝H(A)＝A_r^A_c，其中A表示主存储区的存储单元地址，A_r和A_c分别为A的行地址和列地址部分，HA为A的哈希地址，符号^表示按位异或运算。

上述方案中，所述比较逻辑电路的输出作为冗余存储区的使能信号和数据通道选择器的选择信号，当比较逻辑电路的输出为高电平时冗余存储区有效，选通冗余存储区与IO的数据通道；当比较逻辑电路的输出为低电平时冗余存储区无效，选通主存储区与IO的数据通道。

上述方案中，所述冗余存储区共享故障地址哈希表的哈希地址作为重映射地址，无需现有存储器内建自修复系统存储重映射地址的电路结构。