[发明专利]一种解决STT-RAM缓存写失败的方法

权利要求书

1.一种解决STT-RAM缓存写失败的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、发起写数据操作时，确定将写的目标缓存块后，读出目标缓存块的旧数据按位与新数据比较后，计算统计当前数据位对应的STT-RAM单元将发生0到1的切换的数据位数n；

S2、比较n与阀值K_th，如果n大于K_th，则采用扩展纠错码进行纠错，如果n小于等于K_th，则采用默认纠错码进行纠错；

计算阀值K_th时，系统允许缓存块写失败发生的概率上限为e，缓存块纠错码的纠错能力为k个数据位，缓存块出现写失败数据位数为m，m大于k时，当前的写操作失败，因此写操作的失败概率为，要满足：

,

由于默认纠错码采用1位纠错,因此取k=1，根据切诺夫概率公式，计算得到满足的最小m值就是K_th；

S3、写缓存块时，设置目标缓存块标签的标志位，标识目标缓存块的纠错码类型；

S4、读取缓存块数据时，同时读取缓存块标签的标志位，根据标志位确定所采用的纠错码类型，将缓存块发往对应的纠错码解码器纠错。

2.根据权利要求1所述的解决STT-RAM缓存写失败的方法，其特征在于：计算统计当前数据位对应的STT-RAM单元将发生0到1的切换的数据位数n的步骤为：读取目标缓存块中的旧数据，取反该旧数据，再与对应的新数据按位进行与运算，如果输出值为1，表示当前数据位对应的STT-RAM单元发生0到1的切换，每一位的输出再作为汉明距离计算器的输入，汉明距离计算器的输出就是当前数据位对应的STT-RAM单元发生0到1的切换的总数据位数n。

3.根据权利要求1所述的解决STT-RAM缓存写失败的方法，其特征在于：所述的默认纠错码和扩展纠错码都面向64Byte大小的缓存块，其中默认纠错码采用1位纠错、2位检错的SECDED码，所占数据长度为11位；扩展纠错码采用4位纠错、5位检错的4EC5ED码，所占数据长度为41位。

4.根据权利要求1所述的解决STT-RAM缓存写失败的方法，其特征在于：对于扩展纠错码，系统允许的缓存块发生写失败的概率上限为e，缓存块的纠错能力为k个数据位，缓存块出现写失败数据位数为m，则写操作的失败概率为，要满足：

,

针对缓存块的大小是64Bytes，根据切诺夫概率公式，计算得到的k的最大值为4；要满足系统的要求，最坏情况下，扩展纠错码只要具备纠正4位出错数据的能力即可。

5.根据权利要求1所述的解决STT-RAM缓存写失败的方法，其特征在于：对于默认纠错码和扩展纠错码，缓存块中实际更新的数据位要小于缓存块512位的容量，大部分缓存块的写失败数据位数小于等于1；缓存组中80%的缓存块能分配默认纠错码，20%的缓存块能分配扩展纠错码。

6.根据权利要求1所述的解决STT-RAM缓存写失败的方法，其特征在于：步骤S3的具体步骤为：当目标缓存块当前数据位对应的STT-RAM单元发生0到1的切换的总数据位数n大于K_th时，目标缓存块采用扩展纠错码，新数据发往扩展纠错码编码器生成纠错码，同时设置缓存块标签的标志位值为1；当目标缓存块当前数据位对应的STT-RAM单元发生0到1的切换的总数据位数n小于等于K_th时，目标缓存块采用默认纠错码，新数据发往默认纠错码编码器生成纠错码，同时设置缓存块标签的标志位值为0。

7.根据权利要求1所述的解决STT-RAM缓存写失败的方法，其特征在于：步骤S4中，如果标志位的值为0，发往数据到默认纠错码解码器纠正可能的出错数据位；如果标志位的值为1，发送数据到扩展纠错码解码器纠正可能的出错数据位。