1.本发明涉及存储器技术领域，特别涉及一种随机存取存储器的自检修补装置、一种随机存取存储器的自检修补方法和一种芯片设备。
背景技术：
2.在通用的微控制器（microcontroller unit，mcu）中，随机存取存储器（random access memory，ram）是最常见的数据存储器。它支持实时的和高速的存取操作，是与mcu直接进行数据交互的内部存储器，通常作为运行程序的临时数据存储介质。然而，ram阵列在生产过程和用户使用的老化过程中都会出现损坏点（即错误位），尤其是在尺寸较大的ram阵列中，更容易出现损坏点，降低了芯片的成品率和可靠性，限制了ram阵列的使用寿命。为了保证ram存储数据的可靠性和老化预知，通常需要对ram阵列进行定期自检(self test)，比如上电自检和周期性自检。但是，仅对ram阵列做自检只能筛查出有损坏点的芯片，并不能有效提高芯片的成品率和使用寿命。
3.目前，在测试阶段和应用阶段，常用的ram修补方案一般是通过非易失性存储器(nonvolatile memory，nvm)来存储和加载ram阵列的错误地址，从而实现ram阵列的一次性修补。还有些方案需要额外的行列备用阵列或者冗余地址实现对ram阵列的修补。因此，这些方案通常需要以下步骤来完成ram阵列的自检和一次性修补：1)通过bist（built in self test，内置自检）电路或者软件指令向目标ram进行自检操作；2)把自检中检测到的错误地址存入特定的nvm或者可电熔断efuse(electric-fuse，电子保险丝)的存储空间中；3)通过特定的硬件装置实现ram阵列中错误地址的替换或者重新映射。上述的修补方案通常占用了过多的硬件资源，比如专用的bist电路、非易失性存储器(nvm)、备用阵列或者冗余地址，并且灵活性较低，无法支持在应用过程中的实时修补。
技术实现要素：
4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种随机存取存储器的自检修补装置及其方法、芯片设备，以实现对随机存取存储器的实时自检和修补，提高随机存取存储器的使用寿命。
5.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种随机存取存储器的自检修补装置，所述装置包括：自检电路、读写控制电路和修补电路。所述自检电路用以连接随机存取存储器，用于在接收到自检触发信号时，取得所述随机存取存储器的存取控制权，并对所述随机存取存储器进行扫描自检并输出修补地址；所述读写控制电路用以连接系统总线和所述自检电路，用于根据所述系统总线发送的操作地址进行数据存取操作；所述修补电路分别与所述自检电路和所述读写控制电路连接，并用以连接系统总线，用于在存在与所述操作地址匹配的修补地址时，根据所述匹配的修补地址通过所述读写控制电路对所述随机存取存储器中的错误地址进行重映射修补。
6.另外，本发明实施例的随机存取存储器的自检修补装置还可以具有如下附加技术
特征：根据本发明的一个实施例，所述自检电路包括：自检控制器和自检通道选择器；所述自检通道选择器用以连接随机存取存储器；所述自检控制器与所述自检通道选择器连接，用于根据接收到的自检触发信号生成自检总线选择信号，并将所述自检总线选择信号发送给所述自检通道选择器，以通过所述自检通道选择器选通自检总线，取得所述随机存取存储器的存取控制权，以及对所述随机存取存储器进行扫描自检并输出修补地址。
7.根据本发明的一个实施例，所述修补电路包括：修补地址寄存器组、修补数据寄存器组、地址判断器和修补通路选择器；所述修补地址寄存器组与所述自检控制器连接，用于将所述修补地址存储至相应的修补地址寄存器，并将对应的标识位置为有效，其中，所述修补地址寄存器组包括多个所述修补地址寄存器，对应每个所述修补地址寄存器设有标识位；所述地址判断器与所述修补地址寄存器组连接，用于根据所述系统总线发送的操作地址查询有效的标识位对应的修补地址寄存器，并在查询到与所述操作地址匹配的修补地址后，输出修补译码地址和修补总线选择信号；所述修补数据寄存器组与所述地址判断器连接，用于根据所述修补译码地址选取对应的修补数据寄存器，其中，所述修补数据寄存器组包括多个所述修补数据寄存器；所述修补通路选择器分别与所述修补数据寄存器组、所述地址判断器、所述读写控制电路和所述自检通道选择器连接，用于在接收到所述修补总线选择信号时，选通修补总线，以通过所述读写控制电路对选取的修补数据寄存器进行存取操作，以及在未接收到所述修补总线选择信号时，选通ram总线，以在所述自检通道选择器也选通所述ram总线时，通过所述读写控制电路对所述随机存取存储器进行存取操作。
8.根据本发明的一个实施例，多个所述修补地址寄存器与多个所述修补数据寄存器一一对应。
9.根据本发明的一个实施例，所述修补地址寄存器的有效数据位宽等于所述随机存取存储器的有效地址宽度，所述修补数据寄存器的有效数据位宽等于所述随机存取存储器的有效数据位宽。
10.根据本发明的一个实施例，所述修补地址寄存器的个数根据所述随机存取存储器的尺寸和所述随机存取存储器在有效生命周期内产生损坏的概率确定。
11.根据本发明的一个实施例，所述地址判断器采用内容可寻址存储器。
12.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种随机存取存储器的自检修补装置的自检修补方法，所述随机存取存储器的自检修补装置为上述的随机存取存储器的自检修补装置，所述自检修补方法包括：自检控制器在接收到自检触发信号后，生成自检总线选择信号并发送给自检通道选择器；所述自检通道选择器选通自检总线，并取得所述随机存取存储器的存取控制权；所述自检控制器对所述随机存取存储器进行扫描自检，输出修补地址；将所述修补地址存储至相应的修补地址寄存器，并将对应的标识位置为有效；自检完成后，所述自检控制器释放所述随机存取存储器的存取控制权；根据所述系统总线发送的操作地址查询有效的标识位对应的所述修补地址寄存器；在查询到与所述操作地址匹配的修补地址后，输出修补译码地址和修补总线选择信号；修补通路选择器在接收到所述修补总线选择信号时，选通修补总线，修补数据寄存器组根据所述修补译码地址选取对应的修补数据寄存器，以通过所述读写控制电路对选取的修补数据寄存器进行存取操作；在所述操作地址与所述修补地址都不匹配时，修补通路选择器选通ram总线，通过所述读写控制
电路对所述随机存取存储器进行存取操作。
13.另外，本发明实施例的一种随机存取存储器的自检修补装置的自检修补方法还可以具有如下附加技术特征：根据本发明的一个实施例，在自检控制器在接收到自检触发信号后，生成自检总线选择信号并发送给自检通道选择器之前，所述自检修补方法，还包括：对所述修补数据寄存器、所述修补地址寄存器和所述修补地址寄存器对应的标识位进行上电复位；其中，在所述修补数据寄存器组复位后，所述修补数据寄存器中的数据为初始值，在所述修补地址寄存器组复位后，所述修补地址寄存器中的修补地址处于无效状态。
14.为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种芯片设备，包括：上述的随机存取存储器的自检修补装置。
15.本发明实施例的随机存取存储器的自检修补装置及其方法、芯片设备，能够实时完成随机存取存储器的自检和修补，减少因修补造成的其它硬件和软件资源的开销，有利于降低成本。同时，能够有效提高随机存取存储器的使用寿命。
附图说明
16.图1是本发明一实施例的随机存取存储器的自检修补装置的结构示意图；图2是本发明另一实施例的随机存取存储器的自检修补装置的结构示意图；图3是本发明又一实施例的随机存取存储器的自检修补装置的结构示意图；图4是本发明一实施例的随机存取存储器的自检修补装置的自检修补方法的流程示意图；图5是本发明一实施例的芯片设备的结构示意图。
具体实施方式
17.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
18.下面参考附图描述本发明实施例的随机存取存储器的自检修补装置及其方法、芯片设备。
19.图1是本发明一实施例的随机存取存储器的自检修补装置的结构示意图。
20.如图1所示，随机存取存储器的自检修补装置10包括：自检电路101、读写控制电路102和修补电路103。自检电路101用以连接随机存取存储器20，用于在接收到自检触发信号时，取得随机存取存储器20的存取控制权，并对随机存取存储器20进行扫描自检并输出修补地址；读写控制电路102用以连接系统总线30和自检电路101，用于根据系统总线30发送的操作地址进行数据存取操作；修补电路103分别与自检电路101和读写控制电路102连接，并用以连接系统总线30，用于在存在与操作地址匹配的修补地址时，根据匹配的修补地址通过读写控制电路102对随机存取存储器20中的错误地址进行重映射修补。
21.需要说明的是，自检触发信号可由芯片中的相关控制电路产生也可通过软件进行触发，以达到在合适的时间点对随机存取存储器20进行自检操作。因此，在芯片上电后或者程序的运行间隔中，能够自主并快速的完成随机存取存储器20的自检和错误修补。
22.其中，读写控制电路102可为ram读写控制器。
23.本发明实施例的随机存取存储器的自检修补装置10，能够实时完成随机存取存储器20的自检和修补，减少因修补造成的其它硬件和软件资源的开销，有利于降低成本。同时，能够有效提高随机存取存储器20的使用寿命。并且在整个修补过程中无需软件参与，无需额外的ram备用阵列和冗余地址，而且修补后可以实现系统总线30对修补地址的无缝操作，不会降低系统对随机存取存储器20的存取性能。
24.在本发明的一些实施例中，如图2所示，自检电路101包括：自检控制器1011和自检通道选择器1012；自检通道选择器1012用以连接随机存取存储器20；自检控制器1011与自检通道选择器1012连接，用于根据接收到的自检触发信号生成自检总线选择信号，并将自检总线选择信号发送给自检通道选择器1012，以通过自检通道选择器1012选通自检总线，取得随机存取存储器20的存取控制权，以及对随机存取存储器20进行扫描自检并输出修补地址。
25.其中，将取得存取控制权的随机存取存储器20作为目标存储器，自检控制器1011在取得目标存储器的存取控制权后，通过自检总线对目标存储器进行全地址自检，以检测出目标存储器中所有的错误地址。
26.作为一个示例，自检控制器1011可从最低地址(0000...)扫描到最高地址(1111...)。
27.作为另一个示例，自检控制器1011在进行自检操作时，对每个ram地址可以由burst写读1010...、burst写读0101...等步骤来完成，也可通过对奇偶地址进行交替的写读1010...和写读0101...来完成。
28.在该实施例中，通过自检控制器1011和自检通道选择器1012，能够根据需要对随机存取存储器20进行及时的自检，以有效防止因随机存取存储器20出错导致程序或数据异常。
29.在本发明的一些实施例中，如图3所示，修补电路103包括：修补地址寄存器组1031、修补数据寄存器组1032、地址判断器1033和修补通路选择器1034；修补地址寄存器组1031与自检控制器1011连接，用于将修补地址存储至相应的修补地址寄存器，并将对应的标识位置为有效，其中，修补地址寄存器组1031包括多个修补地址寄存器，对应每个修补地址寄存器设有标识位；地址判断器1033与修补地址寄存器组1031连接，用于根据系统总线30发送的操作地址查询有效的标识位对应的修补地址寄存器，并在查询到与操作地址匹配的修补地址后，输出修补译码地址和修补总线选择信号；修补数据寄存器组1032与地址判断器1033连接，用于根据修补译码地址选取对应的修补数据寄存器，其中，修补数据寄存器组1032包括多个修补数据寄存器；修补通路选择器1034分别与修补数据寄存器组1032、地址判断器1033、读写控制电路102和自检通道选择器1012连接，用于在接收到修补总线选择信号时，选通修补总线，以通过读写控制电路102对选取的修补数据寄存器进行存取操作，以及在未接收到修补总线选择信号时，选通ram总线，以在自检通道选择器1012也选通ram总线时，通过读写控制电路102对随机存取存储器20进行存取操作。
30.其中，标识位表示对应的修补地址寄存器中的地址需要进行实时修补。
31.作为一个示例，地址判断器1033将操作地址与各个修补地址进行比较，当操作地址和任何一个修补地址匹配成功，地址判断器1033输出修补译码地址(0-n)来选取对应的
修补数据寄存器，并输出修补总线选择信号给修补通路选择器1034，修补通路选择器1034切换修补总线给选取的修补数据寄存器，此时，系统总线30对随机存取存储器20的存取操作转化为对修补数据寄存器的存取操作，从而实现对随机存取存储器20中的错误地址进行重映射修补。
32.在该实施例中，通过修补地址寄存器组1031、修补数据寄存器组1032、地址判断器1033和修补通路选择器1034，能够在需要对随机存取存储器20中的损坏点进行存取数据时，将与损坏点进行的存取操作改为与选取的修补数据寄存器进行存取操作，从而不影响芯片等设备的正常工作。
33.在本发明的一些实施例中，多个修补地址寄存器与多个修补数据寄存器一一对应。
34.具体地，修补地址寄存器（0-n）的有效数据位宽等于随机存取存储器20的有效地址宽度，修补数据寄存器（0-n）的有效数据位宽等于随机存取存储器20的有效数据位宽。
35.在该实施例中，修补地址寄存器与修补数据寄存器一一对应，有利于根据修补地址，及时确定修补数据寄存器的位置进行数据存取操作。
36.在本发明的一些实施例中，修补地址寄存器的个数根据随机存取存储器20的尺寸和随机存取存储器20在有效生命周期内产生损坏的概率确定。
37.在该实施例中，通过根据随机存取存储器20的尺寸和随机存取存储器20在有效生命周期内产生损坏的概率确定修补地址寄存器的个数能够节约成本，防止配置的修补地址寄存器过多，导致资源的浪费和成本的增加，也防止配置的修补地址寄存器过少，导致芯片等设备的使用寿命缩短。
38.在本发明的一些实施例中，地址判断器1033采用内容可寻址存储器（cam，content-addressable memory）。
39.具体地，可通过内容可寻址存储器将操作地址与各个修补地址进行比较，并输出比较结果；其中，在操作地址与单个修补地址匹配成功后，输出修补译码地址和修补总线选择信号，在操作地址与全体修补地址都不匹配时，不输出匹配信息。
40.在该实施例中，通过内容可寻址存储器能够实现对操作地址和修补地址的实时查询和判断。
41.对应上述实施例，本发明还提出一种随机存取存储器的自检修补装置的自检修补方法。
42.图4是本发明一实施例的随机存取存储器的自检修补装置的自检修补方法的流程示意图。
43.随机存取存储器的自检修补装置为上述的随机存取存储器的自检修补装置，如图4所示，随机存取存储器的自检修补装置的自检修补方法包括：s1，自检控制器在接收到自检触发信号后，生成自检总线选择信号并发送给自检通道选择器。
44.s2，自检通道选择器选通自检总线，并取得随机存取存储器的存取控制权。
45.s3，自检控制器对随机存取存储器进行扫描自检，输出修补地址。
46.s4，将修补地址存储至相应的修补地址寄存器，并将对应的标识位置为有效。
47.s5，自检完成后，自检控制器释放随机存取存储器的存取控制权。
48.s6，根据系统总线发送的操作地址查询有效的标识位对应的修补地址寄存器。
49.s7，在查询到与操作地址匹配的修补地址后，输出修补译码地址和修补总线选择信号。
50.s8，修补通路选择器在接收到修补总线选择信号时，选通修补总线，修补数据寄存器组根据修补译码地址选取对应的修补数据寄存器，以通过读写控制电路对选取的修补数据寄存器进行存取操作。
51.s9，在操作地址与修补地址都不匹配时，修补通路选择器选通ram总线，通过读写控制电路对随机存取存储器进行存取操作。
52.其中，系统总线完成对修补数据寄存器或随机存取存储器的一次存取操作后，地址判断器拉低修补总线选择信号，释放系统总线的控制权，等待下一次存取操作。
53.本发明实施例的随机存取存储器的自检修补装置的自检修补方法，能够实时完成随机存取存储器的自检和修补，减少因修补造成的其它硬件和软件资源的开销，有利于降低成本。
54.在本发明的一些实施例中，在自检控制器在接收到自检触发信号后，生成自检总线选择信号并发送给自检通道选择器之前，随机存取存储器的自检修补装置的自检修补方法，还包括：对修补数据寄存器、修补地址寄存器和修补地址寄存器对应的标识位进行上电复位；其中，在修补数据寄存器组复位后，修补数据寄存器中的数据为初始值，在修补地址寄存器组复位后，修补地址寄存器中的修补地址处于无效状态。
55.在该实施例中，通过在接收到自检触发信号之前，先进行上电复位，将修补地址寄存器的地址置为无效状态，防止对错误地址的重复存储，造成新的修补地址无法存储。
56.对应上述实施例，本发明还提出一种芯片设备。
57.图5是本发明一实施例的芯片设备的结构示意图。
58.如图5所示，芯片设备1包括：上述的随机存取存储器的自检修补装置10。
59.本发明实施例的芯片设备，通过随机存取存储器的自检修补装置10，能够在测试阶段和应用阶段均可实现随机存取存储器20的实时自检和修补，减少因修补造成的其它硬件和软件资源的开销，有利于降低成本。同时，能够有效提高随机存取存储器20的使用寿命和芯片设备的成品率。
60.需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（ram），只读存储器（rom），可擦除可编辑只读存储器（eprom或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（cdrom）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必
要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
61.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（pga），现场可编程门阵列（fpga）等。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
63.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
64.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。