基于SoC的實時信號處理系統(tǒng)中存儲系統(tǒng)

數(shù)據(jù)重組和地址重新生成
該糾錯容錯邏輯采用了多種方法進行容錯，主要包括采用行冗余模塊實現(xiàn)容錯、降低糾錯能力進行容錯、將用于糾錯的模塊用于容錯等。當自檢模塊發(fā)現(xiàn)存儲顆粒出現(xiàn)故障時，將Mem_state寄存器的相應(yīng)位置為1。而存儲系統(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)采用行冗余模塊實現(xiàn)容錯。當自測邏輯發(fā)現(xiàn)某個顆粒出現(xiàn)故障時，首先選擇采用行冗余模塊進行容錯的方法。CS片選信號可以看作地址信號的一部分，當寄存器Mem_state中存在一位為1，則出現(xiàn)故障的顆粒所在的存儲顆粒行就會被關(guān)閉(拉高CS信號)，同時打開冗余行(拉低CS信號)，其他信號不變。

(2)將用于糾錯的模塊用于容錯。當自測邏輯發(fā)現(xiàn)某個顆粒出現(xiàn)故障且所有的冗余行都已經(jīng)啟用，可以適當將糾錯的模塊用于容錯。這時需要在地址方面和數(shù)據(jù)重組方面都進行一定的改動，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。③糾錯碼編解碼邏輯自動調(diào)整編解碼方案。根據(jù)相關(guān)寄存器的值，糾錯碼的編解碼邏輯自動降低糾錯能力，數(shù)據(jù)重組邏輯也自動定向糾錯碼的數(shù)據(jù)通路。圖4為數(shù)據(jù)重組示意圖。

系統(tǒng)糾錯容錯能力分析

假設(shè)各個DDR顆粒之間發(fā)生錯誤的概率是互相獨立的，設(shè)每個顆粒發(fā)生錯誤的概率恒定為λ，則每個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算出所需要的i，j，從而構(gòu)建出完整的Mem(i，j)容錯存儲系統(tǒng)。

結(jié)論

針對SoC實時數(shù)字信號處理系統(tǒng)的特點，設(shè)計了一種新的具有自適應(yīng)容錯糾錯能力的二級冗余存儲體系結(jié)構(gòu)。詳細論述了系統(tǒng)在存儲顆粒組織排列和信號連接方面對于糾錯容錯能力的支持、系統(tǒng)在邏輯設(shè)計上對糾錯容錯能力的支持等。新的存儲系統(tǒng)容錯方案可以有效地提高存儲系統(tǒng)的可靠性，下一步的工作將集中在整個系統(tǒng)的低功耗優(yōu)化方面。