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Die
Erfindung betrifft einen Halbleiterspeicherbaustein, der eine Interfaceschaltung
aufweist, die wenigstens zum Empfang von Schreibdaten sowie zur
Erkennung eines Übertragungsfehlers in
den empfangenen Schreibdaten eingerichtet ist, ein mit mehreren
derartigen Halbleiterspeicherbausteinen bestücktes Halbleiterspeichermodul
und ein Verfahren zur Übertragung
von Schreibdaten zu wenigstens einem derartigen Halbleiterspeicherbaustein.
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Bei
den erhöhten
Datenübertragungsgeschwindigkeiten
zukünftiger
DRAM-Generationen ist eine differentielle Übertragung der Datensignale
erforderlich, die die Fehlersicherheit bei durch die Übertragung
verursachten Bitfehlern erhöhen
kann. Es ist wünschenswert,
dass die mit einer derart hohen Datenübertragungsgeschwindigkeit
arbeitenden Halbleiterspeichermodule auch eine Datenkonsistenzprüfung wenigstens
bei den in die Speicherbausteine eingeschriebenen Daten ausführen können.
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Bei
mit schnellen Halbleiterspeicherbausteinen bestückten DIMM-Speichermodulen
für Server oder
Arbeitsstationen wurde bislang zur Fehlererkennung oder Fehlerkorrektur
ein separates ECC-DRAM vorgesehen, das zur Erfassung eines Übertragungsfehlers
der Schreibdaten auf dem Übertragungskanal ECC-Prüfsummen
speichert. Diese werden vom Speichercontroller generiert, beim Schreibvorgang
in das ECC-DRAM eingeschrieben und beim Lesevorgang wieder zum Speichercontroller
zurückübertragen.
Der Speichercontroller kann durch einen darin implementierenden
Fehlererkennungs-/Korrekturalgorithmus Datenfehler erkennen und
zum Teil reparieren. Dieser Mecha nismus greift bei Übertragungsfehlern
und bei einem Fehler im DRAM-Array. Übliche DIMM-Speichermodule
für Desktop-Personalcomputer
haben gewöhnlich
aber keine Fehlererkennungs- oder Korrekturmöglichkeit. Ein hinzugefügtes weiteres
DRAM zur Fehlererkennung und/oder -korrektur, das nicht zum Speichern
von Daten dient, würde
die Kosten eines derartigen Geräts
unverhältnismäßig verteuern.
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Dagegen
ist in Aussicht genommen, die DRAM-Speicherbausteine mit einer einfachen
Fehlererkennung auszustatten. Eine solche Fehlererkennung würde in der
Interfaceschaltung in jedem Halbleiterspeicherbaustein ausgeführt werden.
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Zur
Erkennung von Datenfehlern werden im Stand der Technik verschiedene
Verfahren und Algorithmen vorgeschlagen. Eines dieser Verfahren
kann in einem n-Bitbreiten Datum dadurch einen Fehler erkennen,
dass mit diesem Datum ein einzelnes Prüfbit übertragen wird, das das ursprüngliche
n-Bit-Datum so ergänzt,
dass die sich daraus ergebende Anzahl von Einsen (oder Nullen) im
ergänzten
Datum immer geradzahlig (oder ungeradzahlig) ist.
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Andere
bekannte Fehlererkennungsmaßnahmen
verwenden eine Datenblockbildung oder eine bestimmte Codierung der
Daten. Die genaue Art der Fehlererkennung ist aber nicht Teil dieser
Erfindung.
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Aus
US 2003/0163767 A1 ist
ein Speichermodul bekannt, bei dem ein separater Signalweg (error
indication) vorgesehen ist, um Schreib- oder Lese-Fehler in dem
Modul anzuzeigen. Allerdings findet hier die Fehlerprüfung nicht
in jedem einzelnen Speicherbaustein, sonder in einer übergeordneten Kontrollschaltung
statt. Außerdem
wird bei diesem bekannten Speicher modul einem Speichercontroller lediglich
mitgeteilt, dass ein Fehler vorliegt; eine explizite Aufforderung
zur wiederholten Übertragung falscher
Daten ist nicht vorgesehen.
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Angesichts
des Obigen ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem mit einer derartigen
Interfaceschaltung ausgestatteten Halbleiterspeicherbaustein sowie
bei einem mit derartigen Halbleiterspeicherbausteinen bestückten Halbleiterspeichermodul
eine einfache, kostengünstige
und den Verkehr auf dem Datenbus nicht beeinträchtigende Fehlerkorrektur zu ermöglichen.
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Zur
Lösung
der obigen Aufgabe ist gemäß einem
ersten wesentlichen Aspekt der Erfindung ein Halbleiterspeicherbaustein
mit einer Interfaceschaltung, die wenigstens zum Empfang von Schreibdaten sowie
zur Erkennung eines Übertragungsfehlers
in den empfangenen Schreibdaten eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Interfaceschaltung, wenn sie einen Übertragungsfehler erkannt hat,
dazu eingerichtet ist, über
einen separaten Anforderungssignalweg ein Wiederholungsanforderungssignal
zur wiederholten Übertragung
eines als fehlerhaft erkannten Schreibdatums auszugeben.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des Halbleiterspeicherbausteins ist so eingerichtet, dass die Interfaceschaltung
das Wiederholungsanforderungssignal auf einer einzelnen separaten
Signalleitung z.B. als Einbit-Signal ausgibt. Die Interfaceschaltung kann
bei einer vorteilhaften Weiterbildung so eingerichtet sein, dass
sie das Wiederholungsanforderungssignal als Mehrbit-Signal ausgibt.
In diesem Fall kann das Mehrbit-Signal
auch codiert ausgegeben werden. Durch die Codierung des Wiederholungsanforderungssignals
kann die Interfaceschaltung z.B. einem übergeordneten Speichercontroller mitteilen,
dass sie für
eine Fehlerkorrektur mehr Zeit benötigt als bis zum nächsten Schreibzyklus.
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Gemäß einem
zweiten wesentlichen Aspekt der Erfindung wird die obige Aufgabe
gelöst
durch ein Halbleiterspeichermodul mit mehreren Halbleiterspeicherbausteinen,
die jeweils eine Interfaceschaltung aufweisen, die wenigstens zum
Empfang von Schreibdaten und zur Erkennung eines Übertragungsfehlers
in einem empfangenen Schreibdatum eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass jede Interfaceschaltung, wenn sie einen Übertragungsfehler in den Schreibdaten
erkannt hat, dazu eingerichtet ist, über einen separaten Anforderungssignalweg
ein Wiederholungsanforderungssignal zur wiederholten Übertragung
eines als fehlerhaft erkannten Schreibdatums auszugeben.
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Gemäß der oben
erwähnten
bevorzugten Ausführungsform
des Halbleiterspeicherbausteins kann bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterspeichermodul
jeder Anforderungssignalweg von der Interfaceschaltung als Einzelsignalleitung
separat an jeweils einen externen Anschlusskontakt des Halbleiterspeichermoduls
geführt
sein. Alternativ kann jeder als Einzelleitung von der Interfaceschaltung
geführte Anforderungssignalweg
durch eine ODER-Schaltung auf dem Halbleiterspeichermodul oderiert
werden und deren Ausgangssignal als eine Einzelsignalleitung an
einen Anschlusskontakt des Halbleiterspeichermoduls geführt sein.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
kann jedes Anforderungssignal von der jeweiligen Interfaceschaltung
des Halbleiterspeicherbausteins als Mehrbitsignal ausgegeben werden.
In diesem Fall kann die Interfaceschaltung dazu eingerichtet sein,
das Wiederholungsanforderungssignal codiert auszugeben.
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Gemäß einem
dritten wesentlichen Aspekt wird die obige Aufgabe ebenfalls gelöst durch
ein Verfahren zur Übertragung
von Schreibdaten zu einem Halbleiterspeicherbaustein, das einen
ersten Schritt zur Übertragung
der Schreibdaten zum Halbleiterbaustein über einen Datenübertragungsweg
von außerhalb
und einen zweiten Schritt zur Erkennung eines eventuellen Übertragungsfehlers
im empfangenen Schreibdatum aufweist. Das Verfahren ist gekennzeichnet
durch einen dritten Schritt, durch den, wenn im zweiten Schritt
ein Übertragungsfehler
erkannt wird, über
einen vom Datenübertragungsweg getrennten
Anforderungssignalweg vom Halbleiterspeicherbaustein ein Wiederholungs-Anforderungssignal
zur wiederholten Übertragung
eines als fehlerhaft erkannten Schreibdatums ausgegeben wird.
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Gemäß einem
vierten wesentlichen Aspekt betrifft die Erfindung ein die obige
Aufgabe lösendes Verfahren
zur Übertragung
von Schreibdaten zu mehreren auf einem Halbleiterspeichermo dul angeordneten
Halbleiterspeicherbausteinen mit einem ersten Schritt, durch den
Schreibdaten wenigstens zu einem der Halbleiterspeicherbausteine über einen Datenübertragungsweg
von außerhalb übertragen werden
und einem zweiten Schritt, durch den in jedem Halbleiterspeicherbaustein
ein empfangenes Schreibdatum auf einen Übertragungsfehler geprüft wird,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen dritten Schritt
aufweist, durch den, wenn im zweiten Schritt ein Übertragungsfehler
erkannt wird, über
einen vom Datenübertragungsweg
getrennten Anforderungssignalweg vom betreffenden Halbleiterbaustein
ein Wiederholungsanforderungssignal zur wiederholten Übertragung
des als fehlerhaft erkannten Schreibdatums ausgegeben wird.
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbausteins,
des erfindungsgemäßen Halbleiterspeichermoduls
sowie der Übertragungsverfahren
jeweils gemäß dem ersten
bis vierten Aspekt der Erfindung besteht darin, dass das Wiederholungsanforderungssignal
nur mit einer geringen Geschwindigkeit gesendet werden muss, z.B.
ein Wiederholungsanforderungssignal pro Burst (z.B. mit einer Frequenz
von 100 MHz).
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung besteht
darin, dass im bevorzugten Fall das Wiederholungsanforderungssignal
lediglich über
eine Signalleitung, das heißt über ein
Pin am Halbleiterspeicherbaustein ausgegeben wird, so dass keine
Probleme bei der Pinbelegung am Halbleiterspeicherbaustein, auf
dem Halbleiterspeichermodul eine einfache Leitungsführung und eine
sichere Übertragung
der Wiederholungsanforderungssignale von den mehreren auf dem Halbleiterspeichermodul
angeordneten Halbleiterspeicherbausteinen zu einer übergeordneten
Controllereinheit, z.B. über
einen vom Datenübertragungsbus
getrennten Wiederholungsanforderungssignalbus ermöglicht sind.
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Die
obigen und weitere vorteilhafte Merkmale und Aufgaben werden in
der nachstehenden, bevorzugte Ausführungsbeispiele erläuternden,
Beschreibung bezogen auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnungsfiguren
zeigen im Einzelnen:
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1 schematisch
eine Draufsicht auf ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines mit mehreren
erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbausteinen
bestückten
Halbleiterspeichermodul in Verbindung mit einem Speichercontroller;
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2 schematisch
eine Draufsicht auf ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeichermoduls,
das mit erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbausteinen bestückt ist;
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3 schematisch
ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines mit mehreren erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbausteinen
und einer Registereinheit bestückten
Halbleiterspeichermoduls in Verbindung mit einem Speichercontroller,
und
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4 schematisch
ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines mit mehreren erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbausteinen
bestückten Halbleiterspeichermoduls
in Verbindung mit einem Speichercontroller.
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Den
in den 1 bis 4 schematisch dargestellten
erfindungsgemäßen Halbleiterspeichermodulen 110, 210, 310 und 410 ist
gemeinsam, dass sie mit mehreren (z.B. vier) Halbleiterspeicherbausteinen 11 bis 14 bestückt sind,
die jeweils eine Interfaceschaltung 1–4 aufweisen, die
ein von einem Speichercontroller 120, 220, 320 auf
ein über
einen CA-Bus 118 ausgesendetes Befehls- und Adresssignal
hin ein über
einen Datenbus (DQ-Bus) 117 gesendetes Schreibdatum empfangen
und zur Erkennung eines Übertragungsfehlers
in dem jeweils empfangenen Schreibdatum eingerichtet sind (es ist
zu bemerken, dass ein DQ-Bus 117 und ein CA-Bus 118 lediglich
in 1 gezeigt und in den 2 bis 4 zur
vereinfachten Darstellung weggelassen sind).
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Erfindungsgemäß ist jede
Interfaceschaltung 1–4 dazu
eingerichtet, wenn sie einen Übertragungsfehler
in den Schreibdaten erkannt hat, über einen vom DQ-Bus getrennten
Anforderungssignalweg 5–8 in den 1 und 2; 311–314 in 3 und 401, 411, 402, 412, 403, 413 sowie 404, 414 gemäß 4 ein
Wiederholungsanforderungssignal rReq zur wiederholten Übertragung
eines fehlerhaft erkannten Schreibdatums auszugeben.
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Es
ist zu bemerken, dass mit einem Speichercontroller 120, 220, 320 und 420 mehrere
Halbleiterspeichermodule der in den 1–4 gezeigten
Art verbunden sein können.
In diesem Fall werden die Wiederholungsanforderungssignale rReq von
den mehreren Halbleiterspeichermodulen über einen Wiederholungsanforderungssignalbus (rReq-Bus) 116, 216, 316 bzw. 416 zum
Speichercontroller übertragen.
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Der
Speichercontroller 120, 220, 320 bzw. 420 wiederholt
dann auf den Empfang eines Wiederholungsanforderungssignals von
einem der Speicherbausteine die Übertragung
der Schreibdaten, so dass die dafür angepasste Interfaceschaltung 1–4 der
Speicherbausteine einen Fehlerkorrekturalgorithmus ausführen kann.
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Weiterhin
ist zu bemerken, dass bei dem in 1 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel
die Wiederholungsanforderungssignale von jeder Interfaceschaltung 1–4 jedes
Halbleiter speicherbausteins 11–14 separat über eine
Einzelleitung zu jeweils einzelnen Anschlusskontakten 111–114 des
Halbleiterspeichermoduls 110 und von dort weiter über den
genannten rReq-Bus 116 zum Speichercontroller 120 laufen,
wo diese vier Einzelsignale von einer mit einer Interfaceschaltung 125 ausgestatteten
Registereinheit 126 zwischengespeichert werden.
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Das
in 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel darin, dass
die von den Interfaceschaltungen 1–4 der auf dem Halbleiterspeichermodul 210 angeordneten
Halbleiterspeicherbausteine 11–14 über einzelne
Signalleitungen 5–8 ausgesendeten
Wiederholungsanforderungssignale durch ein auf dem Halbleiterspeichermodul 210 angeordnetes
ODER-Glied 9 oderiert werden, dessen Ausgangssignal wiederum
durch eine Einzelsignalleitung an einen einzelnen Anschlusskontakt 211 des
Halbleiterspeichermoduls 210 geführt ist. Ein (nicht gezeigtes)
Pull-Down-Treiberglied kann zwischen dem Ausgang des ODER-Glieds 9 und
dem Anschlusskontakt 211 des Halbleiterspeichermoduls 210 vorgesehen
sein. Das in 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel
der Erfindung hat gegenüber
dem in 1 den Vorteil, dass die Anzahl der für das Wiederholungsanforderungssignal
benötigten
Anschlusskontakte des Halbleiterspeichermoduls 210 gegenüber dem
in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel reduziert ist,
da jedes Halbleiterspeichermodul 210 an seiner Kontaktleiste
nur noch einen Anschlusskontakt 211 zur Übertragung des
Wiederholungsanforderungssignals an den Speichercontroller 220 benötigt.
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Es
ist hervorzuheben, dass das Wiederholungsanforderungssignal bei
dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 entweder
als Einbitsignal oder als serielles Mehrbitsignal ausgesendet werden
kann. In letzterem Fall kann das Wiederholungsanforderungssignal
codiert ausgegeben werden, so dass es z.B. die Information "Braucht für die Fehlerkorrektur
noch mehr Zeit" an
den Speichercontroller 120 bzw. 220 übertragen
kann.
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Bei
dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung
werden die Wiederholungsanforderungssignale von den Interfaceschaltungen 1–4 der
auf dem Halbleiterspeichermodul 310 angeordneten Halbleiterspeicherbausteine 11–14 jeweils
als Mehrbitsignal über
jeweilige parallele Wiederholungsanforderungssignalleitungen 311–314 an
eine auf dem Halbleiterspeichermodul 310 angeordnete Registereinheit 19 gesendet
und dort zwischengespeichert. Von einer Interfaceschaltung 29 der
Registereinheit 19 kann das als Mehrbitsignal vorliegende
Wiederholungsanforderungssignal rReq über mehrere Anschlusskontakte 315 des
Halbleiterspeichermoduls 310 über den rReq-Bus 316 an
den Speichercontroller 320, z.B. an eine Interfaceschaltung 325 einer
auf dem Speichercontroller 320 angeordneten Registereinheit 326 übertragen
werden. Selbstverständlich
kann das als Mehrbitsignal ausgesendete Wiederholungsanforderungssignal
auch hier codiert ausgesendet werden und dadurch mehr Information
als nur "Wiederhole
das Schreibdatum" übertragen.
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Das
in 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung
unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten,
zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel
darin, dass das Halbleiterspeichermodul 410 der 4 keine
Registereinheit enthält
und dass somit die über
parallele Signalleitungen von den Interfaceschaltungen 1–4 der Halbleiterspeicherbausteine 11–14 übertragenen Wiederholungsanforderungssignale
zu einzelnen Anschlusskontakten 401, 411, 402, 412, 403, 413, 404, 414 des
Halbleiterspeichermoduls 410 und von dort weiter über einen
rReq-Bus 416 an die Interfaceschaltung 425 auf
dem Speichercontroller 420 sitzenden Registereinheit 426,
das heißt übertragen
und in der Registerschaltung 426 zwischengespeichert werden.
Auch bei dem zuletzt erwähnten
vierten Ausführungsbeispiel
ist eine codierte Mehrbitübertragung der
jeweiligen Wiederholungsanforderungssignale von den einzelnen Speicherbausteinen 11–14 möglich.
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Es
ist zu erwähnen,
dass ein auf dem DQ-Übertragungskanal
beim Datenlesen von den Halbleiterspeicherbausteinen auftretender
Lesefehler durch den Speichercontroller einfach dadurch erkannt
und korrigiert werden kann, dass der Speichercontroller einfach
einen weiteren Lesevorgang ausführt.
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Die
zuvor anhand der 1–4 beschriebenen
Ausführungsbeispiele
eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeichermoduls
bzw. eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbausteins
ermöglichen ein
Verfahren zur Übertragung
von Schreibdaten zu einem oder mehreren auf einem Halbleiterspeichermodul
angeordneten Halbleiterspeicherbaustein(en), wobei in einem ersten
Schritt von außerhalb
(z.B. vom Speichercontroller) Schreibdaten zum Halbleiterspeicherbaustein über einen
Datenübertragungsweg übertragen
werden und in einem zweiten Schritt ein durch die Übertragung
eventuell entstandener Übertragungsfehler
in einem empfangenen Schreibdatum erkannt wird. Erfindungsgemäß weist
das Verfahren einen dritten Schritt auf, durch den, wenn im zweiten
Schritt ein Übertragungsfehler
in den Schreibdaten erkannt wird, über einen separaten Anforderungssignalweg
vom Halbleiterspeicherbaustein ein Wiederholungsanforderungssignal
rReq zur wiederholten Übertragung
des als fehlerhaft erkannten Schreibdatums ausgegeben wird.
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Mit
diesem Verfahren wird vorteilhafterweise eine Fehlerkorrektur von
im Halbleiterspeicherbaustein empfangenen Schreibdaten im Falle
diese als fehlerhaft erkannt wurden mit geringem Aufwand ermöglicht und
zwar ohne dass auf einem mit Halbleiterspeicherbausteinen bestückten Halbleiterspeichermodul
ein separater ECC-Chip angeordnet werden muss.
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- 1–4
- Interfaceschaltung
- 5–8
- Einzelsignalleitung
- 9
- ODER-Glied
- 11–14
- Halbleiterspeicherbaustein
- 19,
29
- Registerschaltung
und Interfaceschaltung davon
- 110,
210, 310, 410
- Halbleiterspeichermodul
- 111–114, 211
- Einzelanschlusskontakte
- 116,
216, 316, 416
- rReq-Bus
- 117
- DQ-Bus
- 118
- CA-Bus
- 120,
220, 320, 420
- Speichercontrollereinheit
- 125,
126; 225, 226; 325, 326; 425, 426
- Interfaceschaltung
und dazugehörige
Registereinheit auf der Speichercontrollereinheit
- 311–314
- Mehrbitanforderungssignalleitungen
- 315;
401, 411, 402, 412, 403, 413, 404, 414
- Mehrbitanschlusskontakte
auf dem Halbleiterspeichermodul
- rReq
- Wiederholungsanforderungssignal
(repeat Request)