JPS60142430A - 誤り訂正・検出装置 - Google Patents

誤り訂正・検出装置

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JPS60142430A
JPS60142430A JP58250004A JP25000483A JPS60142430A JP S60142430 A JPS60142430 A JP S60142430A JP 58250004 A JP58250004 A JP 58250004A JP 25000483 A JP25000483 A JP 25000483A JP S60142430 A JPS60142430 A JP S60142430A
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守幸 高村
Shigeru Mukogasa
向笠 滋
Takashi Ibi
孝 井比
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
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    • G06F11/08Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
    • G06F11/1008Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices
    • G06F11/1012Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices using codes or arrangements adapted for a specific type of error
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/13Linear codes
    • H03M13/19Single error correction without using particular properties of the cyclic codes, e.g. Hamming codes, extended or generalised Hamming codes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はデータの誤り訂正・検出装置に関り、特に情報
処理システムの記憶装置のデータにおける1ビット誤り
を訂正し、2ビット誤りを検出し−1単一4ピットブロ
ック誤りを検出し、さらに2ブロツク内の8ビットバー
スト誤りを検出する誤り訂正・検出装置に関するもので
ある。
(b) 従来技術と間頂点 情報処理システムまたは電子計算機の記憶装置には、デ
ータインテグリテイ(integrity)の確保と信
頼度向上のために、ここ数年来、誤り訂正符号による誤
り訂正・検出装置が広く用いられている。
1950年に、R,W、Hamming、 ”Erro
r Detec−ting and Error Co
rrecting Codes、’ BellSyst
em Tech、 J、、 vol 29. A2. 
pp、147−160゜Aprilにより開示されたい
わゆるHamm i ng符号が誤り訂正符号の端緒で
あり、これを用いて1ビット誤りの訂正・2ビット誤り
の検出(Single−bit−Error Corr
ecting、Double−bit−Fl;rror
Detecting+ 略して5EC−DED)の制御
を行った。
その後、1970年にM、Y、Hsfaoは復号の高速
化と多ビット誤り検出率の向上を目的とした改良を行い
、改良型1ビット誤り訂正・2ビット誤り検出符号を提
示し、以来この符号を用いた誤り訂正・検出装置が汎用
大型計算機の記憶装置では一般的に実用されている。そ
の技術は、’ A C1ass of Opttmal
 Minimum Odd−weight−colum
n S EC−DED Codes、 ” I BM 
J 。
Res、 Develop、、vol、 14. pp
、 395−401. July1970に開示されて
いる。
上述の装置は、記憶装置の構成要素であるLSIメモリ
チップの故障モードが1ビット誤りであるから、記憶装
置のデータインテグリテイの確保と信頼度の向上に極め
て有用であった。
メモリチンプ、メモリボード、またはメモリモジュール
を1ビツトの単位に構成することは、一層効果的である
しかし、メモリチップの高集積化と実装の面密度化カー
長足の進歩を遂げるに伴い、メモリ容量・メモリの性能
および実装の観点よりメモリテップ、メモリボード、ま
たはメモリモジュールを1ビy)の単位に構成すること
は実際的でなくなってきている。その結果、たとえば、
メモリチップ当りで1.6に語×4ピント、または8に
語×8ビットという4ピツトまたは8ビツトの単位に構
成したメモリチップが実用されつつある。(ただし、K
=1024゜) さらにまた、1ビツトまたは4ビツト構成のメモリチッ
プを複数個搭載して多ビットを単位に構成したメモリボ
ードまたはメモリモジュールが記憶装置の構成部品とし
て実用されつつある。
これら多ビツト構成のメモリチップ、メモリボード、ま
たはメモリモジュールを構成部品とする記憶装置におい
ては、該構成部品の単一故障によりデータのブロック(
塊り)誤りが発生する可能性があり、ブロック内の一部
または全部のビットが誤るという危険がある。
今までにも増して、このブロック誤りについて注目し、
記憶装置のデータインテグリテイと信頼度を確保する技
術を確立することが急務であろ所似は正にここにある。
ここに、ブロックとは、上述の4ビツトまたは8ビツト
などの多ビットの巣位の呼称であり、Jブロックを構成
するビット数vbで表わせば、上述のメモリチップの構
成においては、b=4またはb=8となる。
このような背景をふまえ、1ビット誤りの訂正以外に、
単一ブロック内の多ビット誤りを検出する符号(Sin
gle−bit−Error Correcting。
SingleNit Block−Error Det
ecting略して5EC−8bBED)や、1ビット
誤りの訂正・2ビット誤りの検出以外に、単一ブロック
内の多ビット誤りを検出する符号(Single−bi
lError Correcting、 Double
−bit−Error Detect−ing+ Si
ngle−b bit−Block Error De
tecttng略してSEC,DED−8bBED)夕
用いた誤り訂正・検出装置がいくつか提示されている。
前者に属するものとして、Bossen+ Cha、n
gand Chen、 ’Measurement a
nd Generation ofError Cor
recting Codes for Package
 Failures、”I′FJEE Trans、 
Comput、、 vow、、 C−27,A3゜pp
、 201−204. March 1.978により
開示された符号による誤り訂正・検出制御方式がある。
この符号構成論によるチェックビット数は、b+] 、 r tog2(r+1 )J−1である。
ここに、b=1ブロックのビット数 r=1符号語のブロック数 t’pj’= pを越えろ最小整数 たとえば、b”4.r=18の場合はチェックピッ(・
数は4−Htog219J−1=8であり、従って(7
2,64)SEC−84BED符号が構成される。
ここに、(n、k)は n = 1符号語のビット数 に=1符号語中の情報ビット数 である。
後者に属するものとして、S 、M、Reddy、 ”
A C1assof Linear Codes fo
r Error Control in Byte−p
er−Card Organized Digital
 Systems 、 ′IEEETrans、 Co
rnput、、 vol、 C−27,A5. pT)
’、455−459゜May 1.978 および D
unning and Varanasi 。
Code Con5tructjon for Err
or Control 1nByte Organiz
ed Memory Systems 、 ’ IEE
ETrans、 Comput、 vol、、c−32
、A6 、 pp、 535−542゜June 19
83 がある。
Redd3’の符号構成論においては、+)2<b<4
のときには た5EC−DED−8bBED符号のためには、全ビッ
トに関するパリティチェックビットが更に1ビツト必要
であり、 ++)5<bのときには1 b+r7og2(r+1.)J−1ピントのチェックビ
ットで5EC−DED−3b BED符号が構成される
。たとえば、b=4のときには(コよむ)SEC−DE
D−84BED符号が構成される。
一方、Dunning and Varanasi の
符号においては、5EC−8bBED符号のためには、
b+2ビットのチェックピットが必要であり、b > 
7のチェックピットが必要である。b〈7で2ビット誤
り訂正(DED)が要求されるときには、Reddyの
符号の方がチェックピット数が少ないことが開示されて
いる。
また特開昭58−78241 (58,5,11公開)
には、b=4.情報ピッ−士長=64ビット、チェック
ピット長=8ビット、符号語長=64+8=72ビット
の場合に限定された構成において、(72,64)SE
C−DED−84BED符号のパリティチェックマトリ
クスとその誤り訂正検出方式が開示されている。
以上がブロック誤りの検出とその制御方式に関する現在
の技術の水準である。
(c) 発明の目的 本発明の目的は、b=4の場合に32ピツトおよび64
ビツトの情報ビット長に対して現用の5EC−DED符
号と同一のチェックピット数、即ち7ピントおよび8ビ
ツトを用いて、■ 1ビット誤りの訂正・2ビット誤り
の検出(SEC−DED)、 ■ 単一4ピットブロック誤りの検出(84BED)、
および ■ 任意の2ブロツク内の8ビットバースト誤りの検出
(Double−4bit−Block−Burst−
ErrorDetecting 、略して、D 4 U
ED )を行うことが可能である誤り訂正・検出方式を
提示することにある。
本発明の他の目的は、先行技術の符号構成論により所要
とするチェックピット数(即ち冗長ビット数)を増加さ
せることなく、一層誤り検出能力の高い誤り訂正・検出
方式を提示することにある。
本発明の他の目的は、先行技術の誤り訂正・検出方式に
おける符号化・復号化時間に変更を与えろことなく、従
来技術では得られなかった任意の2ブロンつてわたる8
ビットバースト誤りの検出を可能にする誤り訂正・検出
方式を提示することにある。
(d) 発明の構成 上記目的は、0と1を元とし、 4個より成るブロックベクトル18個より構成されるH
マトリクス であって、 (1)全零ベクトルはない、 (11)列ベクトルは互いに異なる、 (iff)、t y 1個だけ含む列ベクトル8個を含
む、4v) 列ベクトルは1を奇数個含む列ベクトルで
ある、 (■)ブロックi内の4つの列ベクトルから3つの列ベ
クトルを選ぶすべての組合せについて、3つの列ベクト
ルからビット対応の2を法とする加法により生成される
1つの列ベクトルhAが式(100)のHマトリクスの
列ベクトルと一致しない、 即ち、 ここで、i=1.2.・・、18 : j=1.2.・
・・、4;p=1.2.・・・、18 (k r A +1n)=(2+3.4) + (1,
rJ4) + (1+ :2+4)+(1,,2,3) (V[) ブロックi内の4つの列ベクトルからピント
対応の2を法とする加法により生成される1つの列ベク
トルhBが全零ベクトルでない、 ここで、i=1.2.・・・、18 0)p 2つのブロックp、qからなる8個の列ベクト
ルからビット対応の2を法とする加法により生成される
1つの列ベクトルhcが全零ベクトルでない、 即ち、 ここで、11 、 q=1.2.・・・、ls:pkq
を満たすように構成されたHマトリクスHに従って64
ビツトの情報ビットから8ビツトの冗長ビットを生成す
る手段と、該冗長ビットと情報ビットとより成る72ピ
ントの符号語を記憶装置に書き込む手段と、該記憶装置
より該符号語を読み出す手段と、該72ビツトの符号語
より上記Hマトリクスに従って8ビツトのシンドローム
を生成する手段と、該シンドロームより1ビット誤りの
ビット位置を表示する72ビツトのエラービット信号を
生成するシンドローム解読手段と、該エラービット信号
により上記72ビツトの符号語の1ビット誤りを訂正す
る手段と、上記エラービット信号のすべての論理和と上
記8ビツトのシンドロームとより2ビット誤り、単一4
ビットブロック誤り、および2ブロツク内の8ビットバ
ースト誤りの存在を判別する手段を含んで成る誤り訂正
・検出装置によって達成される。
さらに上記目的は、0と1を元とし、 4個より成るブロックベクトル10個よ’)lll成さ
れろHマトリクス ・・・(200) であって、 (1)全零ベクトルはない、 (11)列ベクトルは互いに異なる、 (ii+) 1を1個だけ含む列ベクトル8個を含む、
4v) 列ベクトルは1を奇数個含む列ベクトルである
、 (v)ブロックi内の4つの列ベクトルから3つの列ベ
クトルを選ぶすべての組合せについて、3つの列ベクト
ルからビット対応の2を法とてろ加法により生成される
1つの列ベクトルh人が式(200)のHマトリクスの
列ベクトルと一致しない。
即ち、 ここで、i=1.2.・・・、1o : j=1.2.
・・・、4;p=1.2.・・・、10: (k、t+m)=(2+3.4)+(1,3,4)、(
1,2,4)。
(1,2,3) (ホ)ブロックi内の4つの列ベクトルからピント対応
の2を法とする加法により生成される1つの列ベクトル
hBが全零ベクトルでない、 即ち、 ここで、i = 1 、2 、・・・、10〜I 2つ
のブロックp、qからなる8個の列ベクトルからビット
対応の2を法とする加法により生成される1つの列ベク
トルhCが全零ベクトルでない、 即ち、 ここで、p、q−1,2,・・・、1o ; p#qを
満たすように構成されたHマトリクスHに従って32ビ
ツトの情報ビットから8ビツトの冗長ビットを生成する
手段と、該冗長ビットと情報ビットとより成る40ビツ
トの符号語を記憶装置に書き込む手段と、該記憶装置よ
り該符号語を読み出す手段と、該40ビ・ノドの符号語
より上記Hマトリクスに従って8ビツトのシンドローム
を生成する手段と、該シンドロームより1ビット誤りの
ビット位置を表示する40ビ・ノドのエラービット信号
を生成するシンドローム解読手段と、該エラービット信
号により上記40ビツトの符号語の1ビット誤りを訂正
する手段と、上記エラービット信号のすべての論理和と
上記8ビツトのシンドロームとより2ビット誤り、単一
4ビットブロック誤り、および2ブロツク内の8ビット
バースト誤りの存在を判別する手段を含んで成る誤り訂
正・検出装置によって達成される。
さらに上記目的は、0と1を元とし、 4個より成るブロックベクトル9個と 3個より成るプロ・ツクベクトル1個とより構成される
Hマトリクス ・・・(300) であって、 (1)全零ベクトルはない、 (11)列ベクトルは互いに異なる、 (iii) 1 w 1個だけ含む列ベクトル7個を含
む、(v)列ベクトルはJを奇数個含む列ベクトルであ
る、 (■)ブロックi内の4つの列ベクトルから3つの列ベ
クトルを選ぶすべての組合せについて、および3つの列
ベクトルからなる1つのブロックについて、3つの列ベ
クトルからビット対応の2を法とする加法により生成さ
れ7−)1つの列ベクトルh人が式(300)のHマト
リクスの列ベクトルと一致しない、 即ち、 ここで、1 ” 1 + 2 +・・・、10;j=1
.2.・・・、4p=1.2.・・・、10 (k、A、rn)=(2+3+4)+(L:L4)+(
L2,4)(1,2,3) (vt) ブロックi内の4つの列ベクトルからビット
対応の2を法とする加法により生成される1つの列ベク
トルh、Bが全零ベクトルでない、 即ち、 ここで、i=1.2.・・・、9 υID 2つのブロックp、qからなる8個の列ベクト
ルからビット対応の2を法とする加法により生成される
1つの列ベクトルhCが全零ベクトルでない、 即ち、 ここで、p、q=1’、2.・・・、9; p嫉qを満
たずように構成されたHマトリクスHに従って32ビツ
トの情報ビットから7ビツトの冗長ビットを生成する手
段と、該冗長ビットと情報ビットとより成る39ビツト
の符号語を記憶装置に書き込む手段と、該記憶装置より
該符号語を読み出す手段と、該39ビツトの符号語より
上記Hマトリクスに従って7ビツトのシンドロームを生
成する手段と、該シンドロームより1ピット誤りのビッ
ト位置を表示する39ビツトのエラービット信号を生成
するシンドローム解読手段と、該エラービット信号によ
り上記39ビツトの符号語の1ビット誤りを訂正する手
段と、上記エラービット信号のすべての論理和と8ビッ
トバースト誤りの存在を判別する手段を含んで成る誤り
訂正・検出装置によって達成されろ。
(e) 発明の実施例 本発明による符号構成論と誤り訂正・検出装置を順次説
明する。
まず、符号のパラメータを以下の通り定義し、符号論(
(ついての一般的説明を行なう。
b二Jブロック内のビット数 r=1符号語内のブロック数 n = 1符号語内のビット数 e = 1符号語内のチェック(冗長)ビット数に=1
符号語内の情報ビット数 従って、 n=br=c+に よく知られているように、線型2進誤り訂正符号はパリ
ティチェックマトリクスHにより一意に記述することが
できる。パリティチェックマトリクスHは、0と1を元
とするC行n列のマトリクス で与えられる。式(1)のHマトリクスが、冗長度を付
加する規則すなわち文法を定めるわけであり、行数はチ
ェックビット数に、列数は符号長に一致する。
ここで、符号語をT = T (tl +t2.’=+
 tn)とすれば、 HT =O・・−・・・・(2) であり、これが符号化の規則を与える式である。
なお、τは転置である。
また、被検査符号語をR==R(rl、rJ”’+rn
L誤りバタン位置をE=E (et、ez、・・・、 
e、)とすれば、 R=T■E ・・・・・・・・(3) =(11■e1.・・・、tn@enLシンドロームS
は、式(2)より τ S’=HR=H(T■E)=HE ・・・・・・・・・
(4)で与えられ、S=0なら誤りが生じないことを、
SNOなら誤りが生じていることが検出できる。
また、式(4)を解くことによりT=R■Eより誤りが
訂正されろ。たとえば、1ビツトの誤りについては誤り
ビット位置iに対して、シンドロームSは、式(1)に
示したHマトリクスの第1列で与えられる。これが復号
化の規則である。
さて、本発明による符号のHマトリクスは次の通りに構
成される。
まず、本発明のHマトリクスの列ベクトルは以下の条件
(1)〜&l w満たす必要がある。
条件(1)全零ベクトルはない。
(11)すべての列ベクトルは互いに異なる。
(iii) 1を1個だけ含む列ベクトルを0個だけ含
む。
fv) 各々の列ベクトルは1¥奇数個含む。
(■)任意のブロック内の4つの列ベクトルから3つの
列ベクトルを選ぶすべての組合せについて、3つの列ベ
クトルからビット対応の2を法とする加法により生成さ
れる1つの列ベクトルがHマトリクスの列ベクトルと一
致しない。
(vO任意のブロック内の4つの列ベクトルについて、
4つの列ベクトルからビット対応の2を法とする加法に
より生成される1つの列ベクトルが全零ベクトルでない
&il 任意の2つのブロックからなる8つの列ベクト
ルについて、8つの列ベクトルからビット対応の2を法
とする加法により生成される1つの列ベクトルが全零ベ
クトルでない。
条件(i)(ii)(iii)IIV)により、前述の
M、Y、Hsiaoによって開示された技術によって、
5EC−DED符号が保証される。1を奇数個含む列ベ
クトルを奇数個(または偶数個)2を法とする加法を施
すと常に1を奇数個(または0を含む偶数個)含む列ベ
クトルが生成されるので、条件(■)により、ブロック
内の3ビット誤りの検出が、条件(VDにより、ブロッ
ク内の4ビット誤りの検出が可能となる。さらに条件&
1)により2つのブロックにまたがる8ビットバースト
誤りの検出が可能となる。
では、条件(1)〜(Vl)を満たす列ベクトル群をど
のように決定すればよいかを次に述べる。
列ベクトルの内の1の数が奇数である列ベクトル(奇数
重み列ベクトル)の数は、 λ ΣcCj (λ=Cを越えない最大奇数)・・・(5)
コ201 だけ存在する。
C=8の場合は、 5cz=8 ・・・・・・・・・(6)803=56 
・・・・・・・(7) 8C5= 56 ・・・・・・・・・(8)8C7=8
 ・・・・・・・・(9) また、C=7の場合は、 7C1=7 ・・・・・・・・・α0 7C3=35 ・・・・・・・・・l 7C5=21 ・・・・・・・・・(12通りの奇数重
み列ベクトルが存在する。
条件(1) 、 (li) 、 (iiD 、 Ov)
ノためには上述の列ベクトルはいずれでも採用できるが
、チェックビット。
シンドロームの生成のための時間、金物量、故障率の極
小化の観点より、Hマトリクスの1の数の最小のもの程
よい。この意味から8C118C318C3の順[72
個(または、7C1+ 7caの順に39個)の奇数重
み列ベクトルを採用していくのが実際的である。
次に、上述のようにして得られたHマトリクス火初期H
マトリクスとして、条件M 、 (v[l 、 6Ji
)を満足するか否かを検証し、満足しない場合は、他の
ブロックおよび/または列の列ベクトルと交換(swa
pp t ng )を行う。条件M 、 (vD 、 
(yl)が満足されるまで列ベクトルの交換をつづける
上述の試行プロセスは計算機によりシミーレートするの
が最も効率的である。
以上のようにして得られた本発明による符号のHマトリ
クスの一例を第1図、第2図、および第3図に示す。
第1図は(72、64) 5EC−DED−84BED
−D4UED符号、第2図は(40,32)SEC−D
ED−84BED−D4UED符号。
第3図は(39、32) 5EC−DED−84B E
D−D 4 UED符号のHマトリクスである。
次に、第1図に示したHマトリクスを用いた本発明によ
る実施例の誤り訂正・検出装置を第では本発明の本質に
は特に関係はないが、符号語に訂正可能な誤りが発生し
た時には該誤りを訂正した符号語をP書き込みする方式
をとっている。
第4図において、1は図示しない中央処理装置(CPU
 )からの書込みデータ線(64ビツト)、2はマルチ
プレクサ、3は記憶部への書込みデータ線(64ビツト
)、4はチェ)クビノト発生回路、5はチェックビット
データi(8ビ・ノド)、6は書込みデータレジスタ(
書込みデータ+チェックビット=72ビット)、7はメ
モリアレイ部、8は読出しデータレジスタ(読出しデー
タ+チェックビット=72ピント入9は読出しチェック
ビット線(8ビツト)、10はシンドローム発生回路、
11はシンドローム線(8ビツト)、12はシンドロー
ムデコード回路、13はエラー検出回路、14はエラー
信号線、15はデコード信号線、16はメモリ読出しデ
ータ線、1−7はデータ訂正回路、18は訂正済のメモ
リ読出しデータ線、19はメモリ読出/@込制御回路で
ある。
第4区の記憶装置を使用する装置(CPU)により送出
されろ書込みデータ(64ビツト)はマルチプレクサ2
を通って後述のチェックビット発生回路4に送られて、
チェックビットCO〜C7(8ビツト)が生成される。
このチェックビットと書込みデータを合わせることによ
り、72ビツトの符号語を生成し、書込みデータレジス
タ6を経由してメモリアレイ部7に書込む。
これが書込み動作である。
次に読出し動作時には格納されていた符号語である72
ビ・ノドが読み出されて読出しデータレジスタ8に取り
込まれる。この符号語中のデータ部、及びチェックビッ
ト部は後述のシンドローム発生回路10に送出され、デ
ータ訂正回路17にはデータ部のみを送出すればよい。
シンドローム発生回路10においては、書込み時チェッ
クビット発生回路4でチェックビットを生成した時と同
様に、データ部よりチェックビット(8ビツト)を作成
し、この結果と読み出したチェックピント(8ビツト)
との比較を行い、この結果がシンドローム5o−87(
8ピント)となる。比較の結果、シンドロームの各ビッ
トがすべて零となれば誤りがないことが、またいずれか
1ビツト以上1になっていれば誤りがあることが検出で
きる。
このシンドローム(8ビツト)はシンドロームデコード
回路12に送出されろ。シンドロームデコード回路12
において、5o−87をデコーダに入力して1ビット誤
りであれば、このデコーダの出力が誤りビット位置を示
す。この出力をデータ訂正回路17に送出して、先に送
出されていた読出しデータレジスタ8の出力である読出
しデータの誤りビットを反転させて訂正する。
訂正されたデータ部は一方ばCPUへ送出され、他方は
再書込みのためにマルチプレクサ2に戻される。
一方、シンドロームデコード回路12のデコードが出来
たか否かの信号と5o−87の信号は後述のエラー検出
回路13に送出されて、誤りの訂正可否判定を行い、こ
の結果kcPUに送出すると共に記憶装置では、1ビッ
ト誤りが発生した時には、ここでは記していない再書込
み回路の制御により訂正された符号語をメモリアレイ部
7に再書込みする。
尚、チェックビットの1ビット誤りは再書込み時に正常
なデータより再度生成されるため、特にここでは訂正を
必要としない。
次に第5図は、チェックビット発生回路4の一部を示す
図である。図中の各ゲートは排他オアゲートである。C
OビンFの生成は、第1図のHマトリクス中の第1行に
おいてDO7ビツトを除く “1″と記した位置のデー
タビット部26ビノトの排他的論理和(2を法とする加
法)をとろことにより行われる。
同様に01は、第2行のD69ビットを除く“1″ と
記した位置のデータビット部26ビツトの排他的論理和
をとることにより生成される。
C2,・・・・・・、C7についても同様である。
次に第6図は、シンドローム発生回路10の一部を示す
図である。図中の各ゲートは排他オアゲートである。
SOビットの作成は、COビットを作成する時に除いた
D07ビツトをも、排他的論理和の入力とした点を除い
てCoの作成と全く同様である。これは読み出したデー
タ部より新た知生成したチェックビットと読み出したチ
ェックビットの比較を意味する。同様にして81〜S7
を作成し、誤りが無ければSO〜S7は全零となる。
仮に第1ビツトであるDOIビットが誤まったとすると
その結果、5o−87は10100100となってH−
マトリクスの第1列に一致する。
これはエラービット位置を表わしていることになり、第
7図に示したシンドロームデコード回路12にSO〜S
7が入力されるとEBQIが“工”となって、読出しデ
ータレジスタ8の出力であるMRDOIデータを反転さ
せることにより、訂正を行いMCRDOIデータを作成
する。
第7図において、30−1〜30−72はそれぞれ8人
カゲート回路、3]−1〜31−72はそれぞれ排他オ
ア回路、SO〜S7はシンドローム。
MRDO1〜72はメモリからの読出しデータビット、
MCRDOI〜72は訂正済のメモリ読出しデータビッ
ト、EB01〜72はエラービット、12.17はそれ
ぞれ第4図と同一のものである。
第8図は、エラー検出回路13の詳細図であり、図中、
40−1〜40−9.41.42はそれぞれオアゲート
回路、43はアンドゲート回路。
EBOI〜EB72はエラービット、5o−87はシン
ドローム、SBEは1ビツト工ラー信号。
MBEは多重ビツトエラー信号である。
第7図のEBOI〜72のエラー信号は、第8図に示す
エラー検出回路に入力されて、72ビソトの論理和出力
が1のとき、即ち第7図のデコード回路12よりデコー
ド出力があった時に第8図のエラー検出回路により1ビ
・ソトエラーと判定できる。
次に、仮にHマトリクス上でDOIとD02ピットが同
時に誤まると5o−87は11100001となって偶
数個の“1″を有するシンドロームとなる。
これは奇数ベクトル列より構成されるHマトリクスのど
の列ベクトルとも一致しないし、全零ともならない。従
って、シンドロームデコード回路12によってデコード
されることがないため第8図においてSBEが“0″と
なって、かつ、ERRORが“1”であるためMBE=
“1“どなって訂正不可の2ビット誤りが検出できる。
次に、仮にHマトリクス上で、Dot、DO2゜DO3
ピットが同時に誤まると5o−87は10101011
となって奇数個の“1“を有するシンドロームとなるが
、■マトリクス上のどの列とも一致しない。
このために、シンドロームデコード回路12の出力は“
Onとなって、かつMBE= ”1″となり、訂正不可
の3ビット誤りが検出できる。
次に、4ビット誤りにおいてもシンドロームの1の数が
偶数となって2ビット誤りと同様にMBE=1となる。
次に、仮にD01〜04とD69〜72の2つのブロッ
クにわたる8ピツトが同時に誤ると、シンドローム5o
−87は01101010であり、偶数個の1fi!:
有するシンドロームとなり全零ベクトルとはならない。
従ってERROR= 1となり8ビツトのバースト誤り
が検出可能となる。
他の2つの任意のブロックにわたる8ビットバースト誤
りについても同様であることが検証されている。
このようにして、1ビット誤りの訂正、2ビット誤りの
検出、4ビツトよりなる同一ブロック内の2.3.4ビ
ット誤りの検出、さらに、2ブロツクにわたる8ビット
バースト誤りの検出が可能であることが説明された。
次に、第2図に示したHマ) IJクスを用いた実施例
について説明する。誤り訂正回路の全体構成図は第4図
と同一である。
ただし、CPUからの書込みデータおよびCPUへの読
出しデータが32ビツトである点、チェックピット発生
回路4等の具体的構成等の点で相違がある。
第9図は、第2図のHマトリクスを用いたときのチェッ
クピント発生回路4の一部を示す図である。図中の各ゲ
ートは排他オアゲートである。COビットの生成は、第
2図のHマトリクス中の第1行において001ビツトを
除く“1′と記した位置のデータビット部12ビットの
排他的論理和(2を法とする加法)をとることにより行
われる。
同様KCIは、第2行のCO2ピットを除く“1″ と
記した位置のデータビット部12ビットの排他的論理和
をとることにより生成される。
C2,・・・、C7についても同様である。
次に第10は、シンドローム発生回路10の一部を示す
図である。図中の各ゲートは排他オアゲートである。
SOビットの作成は、Coビy)を作成する時に除いた
CO1ピットをも、排他的論理和の入力とした点を除い
てCOの作成と全く同様である。これは読み出したデー
タ部より新たに生成したチェックピットと読み出したチ
ェックピットの比較を意味す゛ろ。同様にして81〜s
7を作成し、誤りが無ければ5o−87は全零となる。
仮に繁1ビットであるDOIビットが誤まったとすると
その結果、5o−87は00100110となってH−
マトリクスの第1列に一致する。
これはエラーピット位置を表わしていることになり、第
11図に示したシンドロームデコード回路12にSO〜
S7が入力されるとEBOIが1″となって、読出しデ
ータレジスタ8の出力であるMRDOIデータを反転さ
せることにより、訂正を行いMCRDOIデータを作成
する。
第11図において、50−1〜50−40はそれぞれ8
人カゲート回路、51.−1〜51.−40はそれぞれ
排他オア回路、5o−87はシンドローム、MRDOI
〜M’RDC8はメモリからの読出しデータビット、M
C’RDOI〜MCRDCO8は訂正済のメモリ読出し
データビット、EBOI〜40はエラービy)、12,
17はそれぞれ第4図と同一のものである。
第12図はエラー検出回路13の詳細図であり、図中、
60−1〜60−5.’61.62はそれぞれオアゲー
ト回路、63はアンドゲート回路。
EBOI〜EB40はエラービット、So〜S7はシン
ドローム、SBEは1ビツト工ラー信号。
MBEは多重ビツトエラー信号であム。
第11図のEBOI〜40のERROR信号は、第12
図に示すエラー検出回路に入力されて、40ビツトの論
理和出力が1のとき、即ち第11図のデコード回路12
よりデコード出力があった時に第12図のエラー検出回
路により1ビツトエラーと判定できる。
次に、仮にHマトリクス上でDOIとDO2ビットが同
時に誤まると5o−87は0.1110010となって
偶数個の′1”を有するシンドロームとなる。
これは奇数ベクトル列より構成されるHマトリクスのど
の列ベクトルとも一致しないし、全零ともならない。従
ってシンドロームデコード回路12によってデコードさ
れることがないため第12図においてSBEが“0″と
なって、かつ、ERRORが1″であるためMBE=″
1”となって訂正不可の2ビット誤りが検出できる。
次に、仮にHマトリクス上でDOI、DO2゜D03 
ビットが同時に誤まると5o−87は、0101101
1となって奇数個の“1”を有するシンドロームとなる
が、Hマトリクス上のどの列とも一致しない。
このために、シンドロームデコード回路12の出力はO
nとなって、かつ、MBE−1″となり、訂正不可の3
ビット誤りが検出できる。
次に、4ビット誤りにおいてもシンドロームの1の数が
偶数となって2ビット誤りと同様にMBE=1となる。
次に、仮にDO1〜04とCO5〜COSの2つのブロ
ックにわたる8ビツトが同時に誤ると、シンドローム5
o−87は110X i 110であり、偶数個の1を
有するシンドロームとなり全零ベクトルとはならない。
従ってERROR=1となり8ビツトのバースト誤りが
検出可能となる。他の2つの任意のブロックにわたる8
ピントバースト誤りについても同様であることが検証さ
れている。
このようにして、1ビット誤りの訂正、2ビット誤りの
検出、4ビツトよりなるブロック内の2.3.4ビット
誤りの検出、さらに、2ブロツクにわたる8ビットバー
スト誤りの検出が可能であることが説明された。
次に、第3図に示したHマトリクスを用いた実施例につ
いて説明する。誤り訂正回路の全体構成図は第4図と同
一である。
ただし、C”PUからの書込みデータおよびCPUへの
読出しデータが32ビツトである点、チエノクビゾトが
7ビツトである点、チェックピント発生回路4等の具体
的構成等の点で相違がある。
第13図は、第3図のHマトリクスを用いたときのチェ
ックビット発生回路4の一部を示す図である。図中の各
ゲートは、排他オアゲートテする。COビットの生成は
、第3図のHマトリクス中の第1行においてD35ビッ
トを除く“1″ と記した位置のデータビット部14ビ
ットの排他的論理和(2を法とする加法)をとることに
より行われる。
同様にC1は、第2行のDllビットを除く1″ と記
した位置のデータビット部15ビットの排他的論理和を
とることにより生成される。
C2,・・・・、C6についても同様である。
次に、第14図はシンドローム発生回路10の一部を示
す図である。図中の各ゲートは、排他オアゲートである
SOビットの作成は、COビットを作成する時に除いた
D35ビットヲも、排他的論理和の入力とした点を除い
てCOの作成と全く同様である。これは読出したデータ
部より新たに生成したチェックビットと読み出したチェ
ックビットの比較を意味する。
同様にしてS1〜S6を作成し、誤りが無ければ80−
36は全零となる。
仮((、第1ビツトであるDOIビットが誤まったとす
るとその結果、SO〜S6は1000011となってH
−マドl)クスの第1列に一致する。
これはエラービット位置を表わしていることになり、第
15図に示したシンドロームデコード回路12にSO〜
S6が入力されるとEBOIが“1 ” となって、読
出しデータレジスタ8の出力であるMRDOIデータを
反転させることにより、訂正を行い、MCRD’01テ
ータを作成する。
第15図において、70−1〜70−39はそれぞれ7
人カゲート回路、71−1〜71−39はそれぞれ排他
オア回路、5o−86はシンドローム、MRD01〜3
9はメモリからの胱出しデータビ、) 、MCRDO1
〜39は訂正済のメモリ読出しデータビット、EBOI
〜39はエラービット。
1、2 、17はそれぞれ第4図と同一のものである。
第16図はエラー検出回路13の詳細図であり、図中、
80−1〜80−5.81.82はそれぞれオアゲート
回路、83はアンドゲート回路。
EBOI〜EB39はエラーピッI−,5o−86はシ
ンドローム、SBEは1ビツト工ラー信号。
MBEは多重ピントエラー信号である。
第15図のEBo、1〜39のERROR信号は、第1
6図に示すエラー検出回路に入力されて、39ピツトの
論理和出力が1のとき、即ち第15図のデコード回路1
2よりデコード出力があった時に第16図のエラー検出
回路により1ビツトエラーと判定できる。
次に、仮にHマトリクス上でDOIとDO2ピッ(・が
同時に誤まるとS O−86は1010000となって
偶数個の”1”を有するシンドロームとなる。
これは奇数ベクトル列より構成されるHマトリクスのど
の列ベクトルとも一致しないし、全零ともならない。従
ってシンドロームデコード回路12によってデコードさ
れることがないため第16図においてSBEが“0“ど
なって、かつ、ERRORが1″であルタめMBE−“
Inとなって訂正不可の2ビット誤りが検出できる。
次に、仮にHマトリクス上でDOI 、DO2゜DO3
ビシl・が同時に誤まると5o−86は111、011
0 どなって奇数個の“1″を有するシンドロームとな
るが、Hマトリクス上のどの列とも一致しない。
このために、シンドロームデコー ド回路J2の出力は
゛0パ となって、かつ、MBE−“1″となり、訂正
不可の3ビット誤りが検出できる。
次に、4ビット誤りにおいてもシンドロームの1の数が
偶数となって2ビット誤りと同様にMBE=1 となる
次に、仮にD01〜04とD33〜D36の2つのブロ
ックにわたる8ビツトが同時に誤まろと、シンドローム
S O−86は1110111であり、偶数個の1を有
するシンドロームとなり全零ベクトルとはならない。従
ってERROR=1となり8ビツトのバースト誤りが検
出可能となる。他の2つの任意のブロックにわたろ8ビ
ットバースト誤りについても同様であることが検証され
ている。
このようにして、1ビット誤りの訂正、2ビット誤りの
検出、4ビツトよりなるブロック内の2.3.4ビット
誤りの検出、さらに、2ブロックにわたる8ビットバー
スト誤りの検出が可能であることが説明された。
(f> 発明の効果 本発明の誤り訂正・検出装置によれば、従来技術に比べ
冗長ビット長を増加させることなく、従来技術では不可
能であった2ブロツクにわたる8ビットバースト誤りの
検出も可能となるので、誤り検出能力をより一層高める
ことができる。
4ビツト構成のメモリチップにより構成された記憶装置
において、2チツプの故障、または2チツプごとに設け
られた共通回路の故障による8ビットバースト誤りの存
在が検出されるので、記憶装置のデータインテグリテイ
とハードウェアの信頼度がより一層向上する。さらに、
1ビツト、2ビツト、または4ビツト構成のメモリチッ
プを用い、8ビツトを単位とするメモリモジュールを記
憶装置の構成部品とする場合においても、該メモリモジ
ュール内のバースト誤りや、2つの該メモリモジュール
にわたる8ビットバースト誤りも検出することができる
から、データのインテグリテイの確保と信頼度の向上に
極めて有用である。
上述の本発明の誤り訂正・検出装置は、従来技術と全く
同一の金物量、符号化・復号化時間。
信頼度、コストで実現できるというすぐれた利点を有す
る。さらに、既存の記憶装置を、より一層高集積化され
たメモリ素子で置換することによりコスト・パフォーマ
ンスの改良を図ろうとする場合、たとえば、64に語×
1ビット構成の64にビットメモリ素子で+W成された
記憶装置な256にビットのメモリ素子で置換しようと
する場合に、256に語×1ビット構成のメモリ素子で
置換えると、SEC,−DED符号による誤り訂正・検
出装置の使用は継続できるものの、記憶装置の最小容量
、増設容量の増大をまねくとともに、容量当りのインタ
リーブ数の減少のため改良型記憶装置の性能の低下とな
るという欠点がある。
一方、64に語×4ビット構成のメモリ素子で置換する
と、最小容量、増設容量は既存記憶装置と同一に保つこ
とができるが、5EC−DED符号による既存の誤り訂
正・検出装置は、すでに述べたようにデータのインテグ
リテイと信頼度の確保の観点より継続使用できない。か
かる場合に、本発明の誤り訂正・検出装置を用いれば、
64に語×4ビット構成のメモリ素子に対しても、この
改良に伴う誤り訂正・検出装置の構成1時間仕様の手直
しなく同一の誤り訂正・検出装置により充分なデータイ
ンテグリテイの保証と信頼度の確保が図れるという利点
が享受できる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明による実施例のHマトリクスの
構成例を示す図、第4図は実施例の誤り訂正回路の全体
構成図、第5図は第1図図示のHマトリクスを使用した
ときのチェックピット発生回路の構成の一部分を示す図
、第6図は第1図図示のHマトリクスを使用したときの
シンドローム発生回路の構成の一部分を示す図。 第7図は第1図図示のHマトリクスを使用したときのシ
ンドロームデコード回路およびデータ訂正回路の構成の
一部分を示す図、第8図は第1図図示のHマトリクスを
使用したときのエラー検出回路の構成の一部分を示す図
、第9図は第2図図示のHマトリクスを使用したときの
チェックビット発生回路の構成の一部分を示す図。 第10図は第2図図示のHマトリクスを使用したときの
シンドローム発生回路の構成の一部分を示す図、嬉11
図は第2図図示のHマトリクスを使用したときのシンド
ロームデコード回路およびデータ訂正回路゛の構成の一
部分を示す図。 第12図は第2図図示のHマトリクスを使用したときの
エラー検出回路の構成の一部分を示す図、第13図は第
3図図示のHマ) IJクスを使用したときのチェック
ピット発生回路の構成の一部分を示す図、第、14図は
第3図図示のHマトリクスを使用したときのシンドロー
ム発生回路の構成の一部分ヶ示す図、第15図は第3図
図示のHマトリクスを使用したときのシンドロームデコ
ード回路およびデータ訂正回路の構成の一部分を示す5
図、第16図は第3図図示のHマトリクスを使用したと
きのエラー検出回路の構成の一部分を示す図である。 図面の浄書(内容に変更なし) フ゛ 秦 1 閉 口 り 1 2 3 4 −−−−−− 13 −−−−− −−−−− 18 −−−−− 1’2 01+00011 1+001ill 1000図面の
I″i・S(内容に変更 第 2 レ フ′ ロ ク 1 2 3 4−−−−− ODDODDDD DDDD DDDD DDDD D
DO○○○ OOO○ ○ Ml 1111 1112
 221234 5618 ’1012 3456 ’
7B’101200010011100010100i
l○ ○01010010000100 NO3100
11001010011000010I○100010
1+11○000101100 0110 1000 
01100110010001 00011001 I
C○○I○ 01000110 0000011001
0−−−−− 10 010000ff○ 100000001100I 0
001 0100 0000000100010001
00000 0011110010000000f 篩5図 第6 図 第7図 第8図 $ ? 図 第1O聞 范 11 図 鱈 12図 第 73 図 第75閉 第 16区 手続補正書Q式) %式% 3 補止を4る右 事1’l−との関傅 1.?t+’1出廓人(I−1す
l 神4・用県11111?、il川り+;1K]:小
Ill中1015市地(522)名(う、富士通株式会

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)0と1を元とし、 4個より成るブロックベクトル18個より構成されろH
    マトリクス ・・・(Zoo) であって、 (1)全零ベクトルはない、 (11) 列ベクトルは互いに異なる、(lii) 1
    を1個だけ含む列ベクトル8個を含む、6v) 列ベク
    トルは1を奇数個含む列ベクトルである、 (v)ブロックi内の4つの列ベクトルから3つの列ベ
    クトルを選ぶすべての組合せについて、3つの列ベクト
    ルからビット対応の2を法とする加法により生成される
    1つの列ベクトルhAカ式(100)のHマトリクスの
    列ベクトルと一致しない、 即ち、 ここで、i=1.2.・・・、18;j=1,2.・・
    ・、4:p二1,2.・・・、18 (k、t、m)=、(2,3,4)、(1,3,4L(
    1,2,4)。 (1,2,3) (vil ブロゾクi内の4つの列ベクトルからビット
    対応の2を法とする加法により生成される1つの列ベク
    トルIIBが全零ベクトルでない、 即ち、 ここで、i=1.2.・・・、18 〜Ill 2つのブロックl)+qからなる8個のうベ
    クトルからビット対応の2を法とする加法により生成さ
    れる1つの列ベクトルhcが、全零ベクトルでない、 即ち、 を満たすように構成されたHマトリクスHに従って64
    ビツトの情報ビットから8ビットの冗長ビットを生成す
    る手段と、該冗長ピノ)と情報ビットとより成る72ビ
    ツトの符号語を記憶装置に書き込む手段と、該記憶装置
    より該符号語を読み出す手段と、該72ビ、 I−の符
    号語より上記Hマトリクスに従って8ビツトのシンドロ
    ームを生成する手段と、該シンドロームより1ビット誤
    りのビット位壷ヲ表示する72ビツトのエラービット信
    号を生成するシンドローム解読手段と、該エラービット
    信号により上記72ピントの符号語の1ビット誤りを訂
    正する手段と、上記エラービット信号のすべての論理和
    と上記8ビツトのシンドロームとより2ピット誤り、単
    一4ビットブロック誤り、および2ブロツク内の8ビッ
    トバースト誤りの存在を判別する手段を含んで成る誤り
    訂正・検出装置。 (2)0と1を元とし、 4個より成るブロックベクトル1−0個より構成される
    Hマトリクス ・・・(200) であって、 (1)全零ベクトルはない、 (II)列ベクトルは互いに異なる、 (iiD lを1個だけ含む列ベクトル8個を含む、6
    φ 列ベクトルは1を奇数個含む列ベクトルである、 (■)ブロックi内の4つの列ベクトルから3つの列ベ
    クトルを選ぶすべての組合せについて、3つの列ベクト
    ルからピット対応の2を法とする加法により生成される
    1つの列ベクトル5人が式(200)のHマトリクスの
    列ベクトルと一致しない。 即ち、 ここで、i=1.2.・・・、10 : j=1.2.
    ・・・、4:p=1.2.・・・、10 : (k、4m)=(2,3,4)、(1,3,4)、(L
    2*4)(1,2,3) (vD ブロックi内の4つの列ベクトルからピット対
    応の2を法とする加法により生成される1つの列ベクト
    ルhBが全零ベクトルで’7い、 即ち、 ここで、i=1,2.・・・、10 (V+0 2つのブロックp、qからなる8個の列ベク
    トルからピット対応の2を法とする加法により生成され
    る1つの列ベクトルheが全零ベクトルでない、 即ち、 ここで、p 、q=1.2.・・・、10:P’=qを
    満たすように構成されたHマトリクスHに従って32ビ
    ツトの情報ビットから8ビツトの冗長ビy)を生成する
    手段と、該冗長ビットと情報ピ・トζにり成る40ビ・
    トの符号語を記憶装置に書き込む手段と、該記憶装置よ
    り該符号語な読み出す手段と、該40ビツトの符号語よ
    り上記Hマトリクスに従って8ビツトのシンドロームを
    生成する手段と、該シンドロームより1ビット誤りのピ
    ッ)・位置を表示する40ピントのエラービット信号を
    生成するシンドローム解読手段と、該エラービy)信号
    により上記40ビツトの符号語の1ビット誤りを訂正す
    る手段と、上記エラービット信号のすべての論理和と上
    記8ビツトのシンドロームとより2ビット誤り、単一4
    ビットブロック誤り、および2ブロツク内の8ビットバ
    ースト誤りの存在を判別する手段を含んで成る誤り訂正
    ・検出装置。 (3)0と1を元とし、 4個より成るブロックベクトル9個と、3個より成るブ
    ロックベクトル1個とより構成されるHマトリクス ・・・(300ン であって、 (1)全零ベクトルはない、 (1i)列ベクトルは互いに異なる、 010 1を1個だけ含む列ベクトル7個を含む、11
    v) 列ベクトルは1を奇数個含む列ベクトルである、 ()ブロックi内の−4つの列ベクトルから3つの列ベ
    クトルを選ぶすべての組合せについて、および3つの列
    ベクトルからなる1つのブロックについて、3つの列ベ
    クトルからビット対応の2を法とする加法により生成さ
    れる1つの列ベクトルhAが式(300)のHマトリク
    スの列ベクトルと一致しない、 即ち、 ここで、i=1.2.・・・、10 : j=1.2.
    ・・・、4p=1.2.・・・、10 (k、/−、+m)=(2,3,4)、(1,3,4)
    、(1,2,4)。 (1,2,3’) (vD ブロックi内の4つの列ベクトルからビット対
    応の2を法とする加法により生成される1つの列ベクト
    ルhBが全零ベクトルでない、 即ち、 ここで、i=1.2.・・・、9 (vlD 2つのブロックp、qからなる8個の列ベク
    トルからビット対応の2を法とする加法により生成され
    る1つの列ベクトルhcが全零ベクトルでない、 即ち、 ’rol ここで、p 、q=1.2.・・・、9 : p#qを
    満たすよ・うに構成されたHマトリクスHに従って32
    ビツトの情報ビットから7ビ・ノドの冗長ピソトヲ生成
    する手段と、該冗長ビットと情報ビットとより成る39
    ビツトの符号語を記憶装置に書き込む手段と、該記憶装
    置より該符号語を読み出す手段と、該39ビツトの符号
    語より上記Hマトリクスに従って7ビノトのシンドロー
    ムを生成する手段と、該シンドロームより1ビット誤り
    のビット位置を表示する39ビツトのエラービット信号
    を生成するシンドローム解読手段と、該エラービット信
    号により上記39ビツトの符号語の1ビット誤りを訂正
    する手段と、上記エラービット信号のすべての論理和と
    上記7ビツトのシンドロームとより2ビット誤り、単一
    4ピストブロック誤り、および2ブロツク内の8ビット
    バースト誤りの存在を判別する手段を含んで成る誤り訂
    正・検出装置。
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