一种铁电存储器纠错方法、系统、设备及产品与流程

本发明属于半导体，具体涉及一种铁电存储器纠错方法、系统、设备及产品。

背景技术：

1、铁电存储器是一种新型存储器，其设计与制造的良率受到多种因素的影响。随着铁电存储器存储密度的不断增加，故障密度随之增加，铁电存储器的故障率也逐渐增高。目前电路上对铁电存储器中产生的错误通常采用ecc（error checking and correction orerror correction coding，错误检查和纠正或错误纠正编码）纠错的方式，通过增加冗余位进行检测和纠正。

2、ecc纠错技术是在奇偶校验技术的基础上发展起来的，其占用的位数跟数据的长度并非成线性关系。具体来说，ecc纠错技术是以8位数据、5位ecc码（error correctingcode，纠错码）为基准，随后每增加一个8位数据只需另增加一位ecc码即可。也就是说当数据位为16位时ecc位为6位，32位时ecc位为7位，数据位为64位时ecc位为8位，依此类推，数据位每增加一倍，ecc位只增加一位。因此ecc纠错技术有更多位数的校验位，容错能力更强。

3、ecc编码基于二分法原理实现，原始数据一般通过汉明码编码方式进行处理，该种方式可以检测出两位错误，纠正一位错误。具体地，在实施过程中，可根据预设的校验公式得到一组校验数据并存在校验位中，考虑到需要检测两位错误，一般将最低位设置为纠错位，初始值设置为0，再将由纠错位、校验位及原始数据组合成的一组新的数据存入存储器的存储单元中。在读出存储器中数据时，根据预设的解码公式对其进行数据校验以解码得到一个解码角标，再将所有数据异或得到一个值为新的纠错码。对待读出的数据经过解码公式和异或处理后，如果纠错码为0、解码角标为0，则判定数据没有发生错误，数据直接读出；如果纠错码为0、解码角标不为0，则说明数据存在两个错误，无法纠正错误，输出读错误信号；如果纠错码为1、解码角标为0，则说明纠错位有错误，此时将纠错位中的数值翻转，再读出数据；如果纠错码为1、解码角标不为0，则说明解码角标应对的比特位数据错误，此时翻转解码角标的该比特位数据，再读出数据。现有的ecc纠错方法的流程图如图1所示。

4、对于一般数据的软错误而言，例如瞬态的电磁干扰，产生多bit错误的概率非常低，因此ecc纠错技术在数据完整性校验上商用广泛。

5、但是，在使用现有技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

6、目前的ecc纠错技术在应用过程中，会产生多位校验位和原始数据等数据共同存储在存储器的存储单元内，使得存储位数增加，造成存储器内存开销，芯片面积增大。同时，采用ecc纠错方法需要进行额外的计算和校验，因此会出现一定的延迟，在某些对实时性要求较高的应用中，这种延迟可能会对系统性能产生不利影响。此外，尽管现有的ecc纠错方法可以检测和纠正一定数量的错误，但它仍然存在一定的限制，当错误数量超过其纠错能力时，采用现有的ecc纠错方法将无法有效纠正错误，从而导致数据的丢失或损坏。再者，对于器件物理缺陷产生的错误，比如开路或短路，并不能从根本上纠正错误，此类错误一直存在，并会导致错误积累，最终使得采用ecc纠错技术无法实现纠错功能，数据持续读取失败。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本发明提供了一种铁电存储器纠错方法、系统、设备及产品。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种铁电存储器纠错方法，由铁电存储器中的控制器执行，所述铁电存储器中还包括存储阵列，所述存储阵列与所述控制器通信连接；所述方法包括：

4、在接收到数据读取指令时，从所述存储阵列中获取待读取的原始数据，并根据所述原始数据得到校验位数据和初始纠错码；

5、根据所述原始数据、所述校验位数据和所述初始纠错码得到解码角标和更新后纠错码，并根据所述解码角标和所述更新后纠错码对所述原始数据进行错误检测处理；

6、当所述原始数据中没有错误时，将所述原始数据读出，完成数据读取操作；在完成数据读取操作后，对所述存储阵列进行复写处理，以便刷新所述存储阵列中与所述原始数据对应的铁电电容的极化状态；

7、当所述原始数据中存在一个错误时，对所述原始数据进行纠错处理，得到与所述原始数据匹配的纠正后数据，并将所述纠正后数据读出，完成数据读取操作；在完成数据读取操作后，对所述存储阵列进行复写处理，并用所述纠正后数据替换所述存储阵列中的所述原始数据，以便刷新所述存储阵列中与所述原始数据对应的存储单元的存储数据；

8、当所述原始数据中存在两个错误时，对所述存储阵列重新进行定义，以便启动所述存储阵列中预设的冗余存储阵列，再将所述存储阵列中与所述原始数据对应的存储单元切换至所述冗余存储阵列中，以便重新进行数据读读取操作或数据写入操作。

9、在一个可能的设计中，所述铁电存储器还包括灵敏放大器和数据寄存器，所述存储阵列通过所述灵敏放大器与所述控制器通信连接，所述数据寄存器与所述控制器通信连接；对应地，从所述存储阵列中获取待读取的原始数据后，所述方法还包括：

10、将所述原始数据通过灵敏放大器进行信号放大处理，得到放大后的原始数据；

11、将放大后的原始数据存储至数据寄存器中，以便从所述数据寄存器中调用放大后的原始数据，并根据放大后的原始数据得到校验位数据和初始纠错码。

12、在一个可能的设计中，根据所述解码角标和所述更新后纠错码对所述原始数据进行错误检测处理，包括：

13、s201.判断所述更新后纠错码是否为0，如是，则进入步骤s202，如否，则判定所述原始数据中存在一个错误，并进入步骤s203；

14、s202.判断所述解码角标是否为0，如是，则判定所述原始数据中没有错误，如否，则判定所述原始数据中存在两个错误；

15、s203.判断所述解码角标是否为0，如是，则判定所述更新后纠错码存在错误，如否，则判定所述解码角标存在错误。

16、在一个可能的设计中，对所述存储阵列进行复写处理，以便刷新所述存储阵列中与所述原始数据对应的铁电电容的极化状态，包括：

17、保持其他的控制信号不变，将输入所述存储阵列中与所述原始数据对应的铁电电容的pl信号转换为高电平，以对所述存储阵列中与所述原始数据对应的铁电电容试压，从而刷新所述存储阵列中与所述原始数据对应的铁电电容的极化状态。

18、在一个可能的设计中，对所述原始数据进行纠错处理，得到与所述原始数据匹配的纠正后数据，包括：

19、获取所述解码角标或所述更新后纠错码中的错误位数值，并对所述错误位数值进行翻转处理，得到与所述解码角标匹配的纠正后解码角标或与所述更新后纠错码匹配的纠正后错误码；

20、根据所述纠正后解码角标或所述纠正后错误码对所述原始数据进行纠错处理，得到与所述原始数据匹配的纠正后数据。

21、在一个可能的设计中，所述冗余存储阵列包括行冗余阵列和列冗余阵列，所述行冗余阵列中包括多个按行排列的行冗余存储单元，所述列冗余阵列中包括多个按列排列的列冗余存储单元。

22、第二方面，本发明提供了一种铁电存储器纠错系统，用于实现如上述任意一项所述的铁电存储器纠错方法；所述铁电存储器纠错系统包括：

23、指令接收模块，用于接收数据读取指令；

24、原始数据提取模块，与所述指令接收模块通信连接，用于从所述存储阵列中获取待读取的原始数据；

25、原始数据处理模块，与所述原始数据提取模块通信连接，用于根据所述原始数据得到校验位数据和初始纠错码；还用于根据所述原始数据、所述校验位数据和所述初始纠错码得到解码角标和更新后纠错码；

26、错误检测模块，与所述原始数据处理模块通信连接，用于根据所述解码角标和所述更新后纠错码对所述原始数据进行错误检测处理；

27、当所述原始数据中没有错误时，将所述原始数据读出，完成数据读取操作；在完成数据读取操作后，对所述存储阵列进行复写处理，以便刷新所述存储阵列中与所述原始数据对应的铁电电容的极化状态；

28、当所述原始数据中存在一个错误时，对所述原始数据进行纠错处理，得到与所述原始数据匹配的纠正后数据，并将所述纠正后数据读出，完成数据读取操作；在完成数据读取操作后，对所述存储阵列进行复写处理，并用所述纠正后数据替换所述存储阵列中的所述原始数据，以便刷新所述存储阵列中与所述原始数据对应的存储单元的存储数据；

29、当所述原始数据中存在两个错误时，对所述存储阵列重新进行定义，以便启动所述存储阵列中预设的冗余存储阵列，再将所述存储阵列中与所述原始数据对应的存储单元切换至所述冗余存储阵列中，以便重新进行数据读读取操作或数据写入操作。

30、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：

31、存储器，用于存储计算机程序指令；以及，

32、处理器，用于执行所述计算机程序指令从而完成如上述任意一项所述的铁电存储器纠错方法的操作。

33、第四方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，所述计算机程序或所述指令在被计算机执行时实现如上述任意一项所述的铁电存储器纠错方法。

34、本发明的有益效果为：

35、本发明公开了一种铁电存储器纠错方法、系统、设备及产品，本发明可在不增加读周期的情况下，对现有的ecc纠错方法进行功能补充，可保证铁电存储器的高效访问，提高铁电存储器的可靠性，同时利于提升铁电存储器中存储阵列的良率。具体地，本实施的铁电存储器在接收到数据读取指令并执行的过程中，如未检测出错误，在完成数据读取操作后，再对存储阵列进行复写处理，实现对存储阵列中与所述原始数据对应的铁电电容的刷新，实现了在原复写周期内完成数据刷新，未额外增加读周期延时，保证了铁电存储器的高效访问；在检测出一个错误时，在对所述原始数据进行纠错处理，得到与所述原始数据匹配的纠正后数据后，直接将所述纠正后数据读出，保证了对铁电存储器的高速访问，随后对所述存储阵列进行复写处理，将纠正后数据在复写阶段强行写入到原错误位的存储单元中，以刷新原错误位的存储数据，剔除由于存储错误导致的读出错误，进而防止存储阵列中的错误积累，避免了错误积累造成更严重后果，由此可利于提高铁电存储器的可靠性；在检测出两个错误时，尤其是器件缺陷错误，采用常规的ecc纠错方法无法进行错误纠正，本发明通过在铁电存储器的存储阵列中启动冗余存储阵列，可以大范围地纠正错误，实现快速修复，更直观地提升存储阵列的良率，实现铁电存储器纠错的低成本及高可靠性，尤其是在大容量的存储器纠错设计中，更能降低器件的平均成本。

36、本发明的其他有益效果将在具体实施方式中进一步进行说明。