JPH05298182A - キャッシュメモリ - Google Patents
キャッシュメモリInfo
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- JPH05298182A JPH05298182A JP4084362A JP8436292A JPH05298182A JP H05298182 A JPH05298182 A JP H05298182A JP 4084362 A JP4084362 A JP 4084362A JP 8436292 A JP8436292 A JP 8436292A JP H05298182 A JPH05298182 A JP H05298182A
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- Japan
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- address
- ecc
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- byte
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- 238000003491 array Methods 0.000 abstract description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
- Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】アドレスアレイ部31〜3nに誤り訂正符号を
用いたキャッシュメモリにおいて、メモリアクセス要求
のあった主メモリアドレスの上位部分をECC生成回路
90によりECC符号化し、アドレスアレイ31〜3n
からの読出データとECC符号化データとをバイト比較
器41により誤り訂正符号のバイト単位に直接比較す
る。その結果、不一致がないかまたは誤り訂正符号の訂
正可能な範囲のバイト数の不一致であれば、不一致バイ
ト数判定回路51〜5nによりキャッシュヒット信号を
出力する。 【効果】アドレスアレイからの読出データを誤り訂正す
ることなくECC符号のまま比較することにより、EC
C訂正回路が不要になり、ハードウェア量を減少させる
ことができ、また、下位アドレスレジスタのECC訂正
回路が無くなるために、処理速度を向上させることがで
きる。
用いたキャッシュメモリにおいて、メモリアクセス要求
のあった主メモリアドレスの上位部分をECC生成回路
90によりECC符号化し、アドレスアレイ31〜3n
からの読出データとECC符号化データとをバイト比較
器41により誤り訂正符号のバイト単位に直接比較す
る。その結果、不一致がないかまたは誤り訂正符号の訂
正可能な範囲のバイト数の不一致であれば、不一致バイ
ト数判定回路51〜5nによりキャッシュヒット信号を
出力する。 【効果】アドレスアレイからの読出データを誤り訂正す
ることなくECC符号のまま比較することにより、EC
C訂正回路が不要になり、ハードウェア量を減少させる
ことができ、また、下位アドレスレジスタのECC訂正
回路が無くなるために、処理速度を向上させることがで
きる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はキャッシュメモリに関
し、特にアドレスアレイに誤り訂正符号を使用している
場合のキャッシュヒット判定方法に関するものである。
し、特にアドレスアレイに誤り訂正符号を使用している
場合のキャッシュヒット判定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のアドレスアレイ部に誤り訂正符号
を用いたキャッシュメモリについて説明する前に、ま
ず、キャッシュメモリと誤り訂正符号について簡潔に説
明する。
を用いたキャッシュメモリについて説明する前に、ま
ず、キャッシュメモリと誤り訂正符号について簡潔に説
明する。
【0003】主メモリデータの一部を高速メモリに保持
し、見かけ上の平均メモリアクセス時間を高速化したキ
ャッシュメモリは、一般に、主メモリデータの一部を保
持するデータアレイ部と、データアレイ部が保持してい
るデータの主メモリでのアドレスを保持するアドレスア
レイ部、メモリアクセス要求されたアドレス(以下、目
的のアドレスと呼ぶ)がアドレスアレイに登録されてい
るか否かを判定するアドレス比較部などから構成され
る。
し、見かけ上の平均メモリアクセス時間を高速化したキ
ャッシュメモリは、一般に、主メモリデータの一部を保
持するデータアレイ部と、データアレイ部が保持してい
るデータの主メモリでのアドレスを保持するアドレスア
レイ部、メモリアクセス要求されたアドレス(以下、目
的のアドレスと呼ぶ)がアドレスアレイに登録されてい
るか否かを判定するアドレス比較部などから構成され
る。
【0004】メモリへのアクセス要求が出されると、目
的のアドレスキャッシュメモリ内に登録されているか否
かを調べるために、アドレスアレイを参照する。アドレ
スアレイに目的のアドレスが登録されている場合は(以
下、キャッシュヒットと呼ぶ)、データアレイのデータ
を読み出しあるいは更新する。アドレスアレイに目的の
アドレスが登録されていない場合は(以下、キャッシュ
ミスと呼ぶ)、該当アドレスをアドレスアレイに登録
し、主メモリをアクセスして、該当アドレスのデータを
データアレイにロードする。
的のアドレスキャッシュメモリ内に登録されているか否
かを調べるために、アドレスアレイを参照する。アドレ
スアレイに目的のアドレスが登録されている場合は(以
下、キャッシュヒットと呼ぶ)、データアレイのデータ
を読み出しあるいは更新する。アドレスアレイに目的の
アドレスが登録されていない場合は(以下、キャッシュ
ミスと呼ぶ)、該当アドレスをアドレスアレイに登録
し、主メモリをアクセスして、該当アドレスのデータを
データアレイにロードする。
【0005】誤り訂正符号(Error Correc
ting Code,以下ECCと略す)は、符号に冗
長度をもたせることにより、符号の一部に誤りが発生し
た場合でもその誤りが軽微なものである場合には、誤り
の発生を検出し誤りの影響を除去して元の正しい符号に
修正できるように構成された符号のことであり、一般に
冗長度を大きくする程訂正可能な誤りの範囲も大きくな
る。誤り訂正を行うデータ単位を「バイト」と呼ぶ。誤
り訂正符号の記憶装置への応用としては、例えば、1個
の符号を多数のメモリ素子に分割して記憶し、メモリ素
子をバイトに対応させ、1個のメモリ素子の故障であれ
ば他のメモリ素子の内容から元の内容を再現できるよう
な誤り訂正符号を使用すれば、同時に複数のメモリ素子
が故障しない限り、故障の影響を除去することができ
る。
ting Code,以下ECCと略す)は、符号に冗
長度をもたせることにより、符号の一部に誤りが発生し
た場合でもその誤りが軽微なものである場合には、誤り
の発生を検出し誤りの影響を除去して元の正しい符号に
修正できるように構成された符号のことであり、一般に
冗長度を大きくする程訂正可能な誤りの範囲も大きくな
る。誤り訂正を行うデータ単位を「バイト」と呼ぶ。誤
り訂正符号の記憶装置への応用としては、例えば、1個
の符号を多数のメモリ素子に分割して記憶し、メモリ素
子をバイトに対応させ、1個のメモリ素子の故障であれ
ば他のメモリ素子の内容から元の内容を再現できるよう
な誤り訂正符号を使用すれば、同時に複数のメモリ素子
が故障しない限り、故障の影響を除去することができ
る。
【0006】次に、従来のアドレスアレイ部に誤り訂正
符号を用いたキャッシュメモリについて説明する。
符号を用いたキャッシュメモリについて説明する。
【0007】従来のアドレスアレイ部に誤り訂正符号を
用いたキャッシュメモリのアドレスアレイ部及びアドレ
ス比較部は、一般に、図2に示すような構成となってい
る。アドレスレジスタは上位アドレスレジスタ10と下
位アドレスレジスタ20とで構成されており、それぞれ
目的のアドレスの上位部分、下位部分がセットされてい
る。上位アドレスレジスタ10にはECC生成回路90
が接続されている。アドレスアレイ31,32,・・
・,3nに登録する上位アドレスをECC符号化する。
アドレスアレイ31,32,・・・,3nは、データア
レイと同じ個数(n個)だけ存在し、それぞれデータア
レイに保持されているデータの主メモリでのアドレスの
上位部分を、ECC符号化された状態で保持する。EC
C訂正回路91,92,・・・,9nは、アドレスアレ
イ31,32,・・・,3nが保持しているアドレス上
位部分に誤りが有れば訂正する。アドレスアレイに保持
されているアドレス上位部分と下位アドレスレジスタに
セットされているアドレス下位部分を合成して得られる
アドレスが、データアレイに格納されているデータの主
メモリでのアドレスになる。ビット比較器41a,42
a,・・・,4naは、ECC訂正回路91,92,・
・・,9nの出力であるデータアレイに保持されている
データの主メモリでのアドレス(上位部分)と、上位ア
ドレスレジスタ10にセットされた目的のアドレスの上
位部分とをビット毎に比較する。完全一致判定回路51
a,52a,・・・,5naはそれぞれ比較器41a,
42a,・・・,4naでの比較結果が、全ビット完全
に一致していればキャッシュヒット信号61,62,・
・・,6nを出力する。
用いたキャッシュメモリのアドレスアレイ部及びアドレ
ス比較部は、一般に、図2に示すような構成となってい
る。アドレスレジスタは上位アドレスレジスタ10と下
位アドレスレジスタ20とで構成されており、それぞれ
目的のアドレスの上位部分、下位部分がセットされてい
る。上位アドレスレジスタ10にはECC生成回路90
が接続されている。アドレスアレイ31,32,・・
・,3nに登録する上位アドレスをECC符号化する。
アドレスアレイ31,32,・・・,3nは、データア
レイと同じ個数(n個)だけ存在し、それぞれデータア
レイに保持されているデータの主メモリでのアドレスの
上位部分を、ECC符号化された状態で保持する。EC
C訂正回路91,92,・・・,9nは、アドレスアレ
イ31,32,・・・,3nが保持しているアドレス上
位部分に誤りが有れば訂正する。アドレスアレイに保持
されているアドレス上位部分と下位アドレスレジスタに
セットされているアドレス下位部分を合成して得られる
アドレスが、データアレイに格納されているデータの主
メモリでのアドレスになる。ビット比較器41a,42
a,・・・,4naは、ECC訂正回路91,92,・
・・,9nの出力であるデータアレイに保持されている
データの主メモリでのアドレス(上位部分)と、上位ア
ドレスレジスタ10にセットされた目的のアドレスの上
位部分とをビット毎に比較する。完全一致判定回路51
a,52a,・・・,5naはそれぞれ比較器41a,
42a,・・・,4naでの比較結果が、全ビット完全
に一致していればキャッシュヒット信号61,62,・
・・,6nを出力する。
【0008】続いて、この様に構成されたキャッシュメ
モリの動作について説明する。
モリの動作について説明する。
【0009】メモリアクセス要求が出されると、目的の
アドレスが上位アドレスレジスタ10及び下位アドレス
レジスタ20にセットされる。下位アドレスレジスタ2
0の内容にしたがってアドレスアレイ31,32,・・
・,3nから、データアレイが保持しているデータの主
メモリでのアドレスの上位部分が、ECC符号化された
状態で読み出される。該アドレス上位部分は、ECC訂
正回路91,92,・・・,9nで訂正されビット比較
器41a,42a,・・・,4naへ送られ、上位アド
レスレジスタ10にセットされた目的のアドレスの上位
部分とビット毎に比較される。ビット比較器41a,4
2a,・・・4naの中に全ビットが完全に一致するも
のが有る場合には対応する完全一致判定回路51a,5
2a,・・・,5naからキャッシュヒット信号61,
62,・・・6nが出力され、対応するデータアレイ中
のデータがアクセスされる。全ビットが完全に一致する
ものが無い場合にはキャッシュミスとなり、主メモリへ
のアクセスが行なわれる。主メモリからデータが返され
ると、データアレイの1つにロードされ、対応するアド
レスアレイに目的のアドレス(上位部分)が登録され
る。
アドレスが上位アドレスレジスタ10及び下位アドレス
レジスタ20にセットされる。下位アドレスレジスタ2
0の内容にしたがってアドレスアレイ31,32,・・
・,3nから、データアレイが保持しているデータの主
メモリでのアドレスの上位部分が、ECC符号化された
状態で読み出される。該アドレス上位部分は、ECC訂
正回路91,92,・・・,9nで訂正されビット比較
器41a,42a,・・・,4naへ送られ、上位アド
レスレジスタ10にセットされた目的のアドレスの上位
部分とビット毎に比較される。ビット比較器41a,4
2a,・・・4naの中に全ビットが完全に一致するも
のが有る場合には対応する完全一致判定回路51a,5
2a,・・・,5naからキャッシュヒット信号61,
62,・・・6nが出力され、対応するデータアレイ中
のデータがアクセスされる。全ビットが完全に一致する
ものが無い場合にはキャッシュミスとなり、主メモリへ
のアクセスが行なわれる。主メモリからデータが返され
ると、データアレイの1つにロードされ、対応するアド
レスアレイに目的のアドレス(上位部分)が登録され
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のキャッ
シュメモリは、アドレスアレイ31,32,・・・3n
からの読出データをECC訂正回路91,92,・・・
9nで訂正してからキャッシュヒットの判定をするよう
になっている。このため、ECC訂正回路がアドレスア
レイと同じ個数だけ必要になり、ハードウェア量が増大
する。また、下位アドレスレジスタ20からキャッシュ
ヒット信号61,62,・・・6nに至るパスはキャッ
シュメモリの性能上のクリティカルパスとなっているこ
とが多く、論理段数の深いECC訂正回路は処理速度を
低下させる。さらに、比較器付きのメモリ素子が使用で
きないため、ハードウェア量が増大するだけでなく、処
理速度も低下するという欠点があった。
シュメモリは、アドレスアレイ31,32,・・・3n
からの読出データをECC訂正回路91,92,・・・
9nで訂正してからキャッシュヒットの判定をするよう
になっている。このため、ECC訂正回路がアドレスア
レイと同じ個数だけ必要になり、ハードウェア量が増大
する。また、下位アドレスレジスタ20からキャッシュ
ヒット信号61,62,・・・6nに至るパスはキャッ
シュメモリの性能上のクリティカルパスとなっているこ
とが多く、論理段数の深いECC訂正回路は処理速度を
低下させる。さらに、比較器付きのメモリ素子が使用で
きないため、ハードウェア量が増大するだけでなく、処
理速度も低下するという欠点があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のアドレスアレイ
部に誤り訂正符号を用いたキャッシュメモリは、メモリ
アクセス要求のあった主メモリアドレスの上位部分をE
CC符号化する第一の手段と、アドレスアレイからの読
出データと前記第一の手段によって得られたECC符号
とを誤り訂正符号のバイト単位に直接比較する第二の手
段と、その結果、不一致かないかまたは高々誤り訂正符
号の訂正可能な範囲のバイト数の不一致であれば、キャ
ッシュヒット信号を出力する第三の手段と、を有してい
る。
部に誤り訂正符号を用いたキャッシュメモリは、メモリ
アクセス要求のあった主メモリアドレスの上位部分をE
CC符号化する第一の手段と、アドレスアレイからの読
出データと前記第一の手段によって得られたECC符号
とを誤り訂正符号のバイト単位に直接比較する第二の手
段と、その結果、不一致かないかまたは高々誤り訂正符
号の訂正可能な範囲のバイト数の不一致であれば、キャ
ッシュヒット信号を出力する第三の手段と、を有してい
る。
【0012】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0013】図1は本発明の一実施例の構成図である。
アドレスレジスタは上位アドレスレジスタ10と下位ア
ドレスレジスタ20とで構成されており、それぞれ目的
のアドレスの上位部分、下位部分がセットされる。EC
C生成回路90は、目的のアドレスの上位部分をECC
符号化する。ECC符号化された上位アドレスは、アド
レスアレイ31,32,・・・,3nと、バイト比較器
41,42,・・・,4nに出力される。アドレスアレ
イ31,32,・・・,3nは、データアレイと同じ個
数(n個)だけ存在し、それぞれデータアレイに保持さ
れているデータの主メモリでのアドレスの上位部分を、
ECC符号化された状態で保持する。バイト比較器4
1,42,・・・,4nはアドレスアレイ31,32,
・・・,3nの出力すなわちデータアレイに保持されて
いるデータの主メモリでのアドレスの上位部分(ECC
符号化されたもの)と、ECC生成回路90の出力すな
わち目的のアドレスの上位部分(ECC符号化されたも
の)とを、誤り訂正符号のバイト単位に直接比較する。
ここで「バイト」は必ずしも複数ビットである必要はな
く1ビットで構成されていてもよい。不一致バイト数判
定回路51,52,・・・,5nはそれぞれバイト比較
器41,42,・・・,4nでの比較結果が全バイト完
全に一致しているか、または高々誤り訂正符号の訂正可
能な範囲のバイト数の不一致であれば、キャッシュヒッ
ト信号61,62,・・・,6nを出力する。
アドレスレジスタは上位アドレスレジスタ10と下位ア
ドレスレジスタ20とで構成されており、それぞれ目的
のアドレスの上位部分、下位部分がセットされる。EC
C生成回路90は、目的のアドレスの上位部分をECC
符号化する。ECC符号化された上位アドレスは、アド
レスアレイ31,32,・・・,3nと、バイト比較器
41,42,・・・,4nに出力される。アドレスアレ
イ31,32,・・・,3nは、データアレイと同じ個
数(n個)だけ存在し、それぞれデータアレイに保持さ
れているデータの主メモリでのアドレスの上位部分を、
ECC符号化された状態で保持する。バイト比較器4
1,42,・・・,4nはアドレスアレイ31,32,
・・・,3nの出力すなわちデータアレイに保持されて
いるデータの主メモリでのアドレスの上位部分(ECC
符号化されたもの)と、ECC生成回路90の出力すな
わち目的のアドレスの上位部分(ECC符号化されたも
の)とを、誤り訂正符号のバイト単位に直接比較する。
ここで「バイト」は必ずしも複数ビットである必要はな
く1ビットで構成されていてもよい。不一致バイト数判
定回路51,52,・・・,5nはそれぞれバイト比較
器41,42,・・・,4nでの比較結果が全バイト完
全に一致しているか、または高々誤り訂正符号の訂正可
能な範囲のバイト数の不一致であれば、キャッシュヒッ
ト信号61,62,・・・,6nを出力する。
【0014】続いて、この様に構成されたキャッシュメ
モリの動作について説明する。
モリの動作について説明する。
【0015】メモリアクセス要求が出されると、目的の
アドレスが上位アドレスレジスタ10及び下位アドレス
レジスタ20にセットされる。下位アドレスレジスタ2
0の内容にしたがってアドレスアレイ31,32,・・
・,3nから、データアレイが保持しているデータの主
メモリでのアドレスの上位部分が、ECC符号化された
状態で読み出される。読み出されたアドレス上位部分
(ECC符号化されたもの)は、バイト比較器41,4
2,・・・,4nに送られ、目的のアドレスの上位部分
(ECC符号化されたもの)と誤り訂正符号のバイト単
位に比較される。バイト単位の比較結果は、不一致バイ
ト数判定回路51,52,・・・5nに送られ、全バイ
ト完全に一致しているか、または高々誤り訂正符号の訂
正可能な範囲のバイト数の不一致であれば、キャッシュ
ヒット信号61,62,・・・,6nが出力される。キ
ャッシュヒット信号61,62,・・・,6nのいずれ
かが出力されると、対応するデータアレイ中のデータが
アクセスされる。誤り訂正符号の訂正可能な範囲を越え
たバイト数の不一致であればキャッシュヒット信号は出
力されない。いずれのキャッシュヒット信号も出力され
ない場合にはキャッシュミスとなり、主メモリへのアク
セスが行なわれる。主メモリからデータが返されると、
データアレイの1つにロードされ、対応するアドレスア
レイに目的のアドレスの上位部分が登録される。
アドレスが上位アドレスレジスタ10及び下位アドレス
レジスタ20にセットされる。下位アドレスレジスタ2
0の内容にしたがってアドレスアレイ31,32,・・
・,3nから、データアレイが保持しているデータの主
メモリでのアドレスの上位部分が、ECC符号化された
状態で読み出される。読み出されたアドレス上位部分
(ECC符号化されたもの)は、バイト比較器41,4
2,・・・,4nに送られ、目的のアドレスの上位部分
(ECC符号化されたもの)と誤り訂正符号のバイト単
位に比較される。バイト単位の比較結果は、不一致バイ
ト数判定回路51,52,・・・5nに送られ、全バイ
ト完全に一致しているか、または高々誤り訂正符号の訂
正可能な範囲のバイト数の不一致であれば、キャッシュ
ヒット信号61,62,・・・,6nが出力される。キ
ャッシュヒット信号61,62,・・・,6nのいずれ
かが出力されると、対応するデータアレイ中のデータが
アクセスされる。誤り訂正符号の訂正可能な範囲を越え
たバイト数の不一致であればキャッシュヒット信号は出
力されない。いずれのキャッシュヒット信号も出力され
ない場合にはキャッシュミスとなり、主メモリへのアク
セスが行なわれる。主メモリからデータが返されると、
データアレイの1つにロードされ、対応するアドレスア
レイに目的のアドレスの上位部分が登録される。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、アドレ
スアレイからの読出データを誤り訂正することなくEC
C符号のまま比較することにより、ECC訂正回路が不
要になり、ハードウェア量を減少させることができる。
また、下位アドレスレジスタからキャッシュヒット信号
に至るクリティカルパスからECC訂正回路が無くなる
ために、処理速度を向上させることができる。さらに、
比較器付きのメモリ素子を使用すれば、アドレスアレイ
とバイト比較器を同一素子で構成することができるた
め、より一層高速化できるという効果がある。
スアレイからの読出データを誤り訂正することなくEC
C符号のまま比較することにより、ECC訂正回路が不
要になり、ハードウェア量を減少させることができる。
また、下位アドレスレジスタからキャッシュヒット信号
に至るクリティカルパスからECC訂正回路が無くなる
ために、処理速度を向上させることができる。さらに、
比較器付きのメモリ素子を使用すれば、アドレスアレイ
とバイト比較器を同一素子で構成することができるた
め、より一層高速化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】従来のキャッシュメモリの構成図である。
10 上位アドレスレジスタ 20 下位アドレスレジスタ 31,32,・・・,3n アドレスアレイ 41,42,・・・,4n バイト比較器 41a,42a,・・・,4na ビット比較器 51,52,・・・,5n 不一致バイト数判定回路 51a,52a,・・・,5na 完全一致判定回路 61,62,・・・,6n キャッシュヒット信号 90 ECC生成回路 91,92,・・・,9n ECC訂正回路
Claims (1)
- 【請求項1】 アドレスアレイ部に誤り訂正符号を用い
たキャッシュメモリにおいて、メモリアクセス要求のあ
った主メモリアドレスの上位部分をECC符号化する第
一の手段と、アドレスアレイからの読出データと前記第
一の手段によって得られたECC符号とを誤り訂正符号
のバイト単位に直接比較する第二の手段と、その結果、
不一致かないかまたは高々誤り訂正符号の訂正可能な範
囲のバイト数の不一致であれば、キャッシュヒット信号
を出力する第三の手段と、を有することを特徴とするキ
ャッシュメモリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084362A JPH05298182A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | キャッシュメモリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084362A JPH05298182A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | キャッシュメモリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05298182A true JPH05298182A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=13828417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4084362A Withdrawn JPH05298182A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | キャッシュメモリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05298182A (ja) |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP4084362A patent/JPH05298182A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |