CN101861626A

CN101861626A - 检测工作存储器的方法

Info

Publication number: CN101861626A
Application number: CN200880116417A
Authority: CN
Inventors: 约翰·伯姆霍尔特; 弗莱明·赫德高; 约恩·谢尔莱鲁珀·拉斯穆森; 尼尔斯·乔根·斯特罗姆
Original assignee: Grundfos Nonox AS
Current assignee: Emitec Denmark AS
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2028-11-11
Also published as: CN101861626B; EP2063432A1; EP2063432B1; US8315115B2; WO2009062655A1; US20100246301A1

Abstract

本发明涉及一种用于检测工作存储器的方法，该工作存储器具有存储单元(3)的矩阵(2)、地址总线/地址编码器以及开关电路/读电路，该方法由两个方法部分组成，在一个步骤中检测至少一部分地址总线/地址编码器的地址错误，在另一步骤中检测至少一部分存储单元的单元错误。所述检测步骤在时间上彼此无关，由此也可以在运行期间执行该方法。

Description

检测工作存储器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测工作存储器，特别是变频器的控制电路和调节电路的工作存储器的方法，该工作存储器具有存储单元矩阵、用于对该存储单元矩阵进行寻址的装置以及开关/读开关电路。

背景技术

这种工作存储器属于现有技术并且几乎在每个数字电路中都可以见到。在此，工作存储器为半导体存储器，例如Ram芯片，其除了实际的存储单元的矩阵还具有用于借助地址总线对单元进行寻址的地址编码器以及通过数据总线写入及读取数据的开关电路/读取电路。对于寻址和单元矩阵本身来说，最小的变化、特别是芯片中的污染、温度变化等都会导致错误。因此，在接通或启动(Hochfahren)每个设有这种工作存储器的设备时大多数情况下在开始阶段借助自测试来完全检测工作存储器属于现有技术，更确切地说，对地址编码器和地址总线的功能完美(einwandfrei)以及单独的存储单元的功能完美进行完全检测。此种检测在现有技术中典型地在一次运行的测试中进行，在此测试中两种功能结合从而一同被检测。这种测试方法是完全公知的，例如为March-X测试。

然而，这种公知的测试方法的缺陷在于，其需要较多的时间并且由于其结构而使得在测试期间所有待检测的工作存储器不可用。

然而，存在许多应用，在这些应用中，为了充分地确保与存储器一同工作的设备的运行安全，这种在接通后开始的存储器测试还不够。这例如是在不关断服务器的情况下，以及在用于长时间不间断运行的电机等的数字开关的情况下。由专利文献US 5,461,588可知在现有技术还包括设置额外的辅助存储器，在该辅助存储器中可以存储恰好要进行检测的那部分工作存储器中的数据。然而，在此描述的方法对于在存储器运行期间的存储器测试仅受限地适用，因为数据虽然在测试期间中间存储在辅助存储器中并随后再被写入工作存储器中，但是在数据发生变化的情况下会出现问题。此外，其还需要该附加的、否则就无法工作的工作存储器以及相应的控制器功能，以进行中间存储和回存。

发明内容

基于这些现有技术，本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于检测工作存储器的方法，该方法对控制器仅尽可能短地造成负担并且对计算性能尽可能小地造成负担，从而使该方法在运行的操作中也能执行。此外，还提供一种尤其用于检测变频器的控制电路和调节电路的工作存储器的方法，该方法使得能够在运行期间检测工作存储器，从而能够将工作存储器与安全相关的功能绑定。

根据本发明，上述目的通过权利要求1所述的特征实现。从属权利要求、以下的说明以及附图给出了所述方法的有利的设计方案。

根据本发明的用于检测工作存储器、特别是变频器的控制电路和调节电路的工作存储器的方法，该工作存储器具有存储单元的矩阵、用于对该存储单元矩阵进行寻址的装置以及电路/读电路，在一个步骤中检测用于寻址的装置的至少一部分的地址错误，在另一个步骤中检测存至少一部分储单元的单元错误，在此，这些检测步骤在时间上彼此无关地执行。

在本发明的意义下对存储单元矩阵进行寻址的装置应该理解为，在控制器与存储单元矩阵之间所需的、以执行必要的寻址的装置。为此，该装置典型为地址总线，该地址总线的导线例如可以通过晶体管控制并由此设置成1或0，以及例如地址编码器等。在此范围内可能出现的错误应该通过一个步骤来检测，而以另一步骤来检测存储单元自身。

因此，本发明的主旨在于，以在时间上彼此无关的单独的步骤来进行存储器测试，从而例如当工作存储器的一部分恰好不需要或由于其他原因而可用于进行检测时，也可以在运行的操作中执行这些步骤。在此，根据本发明的方法原则上设置了两个在时间上以及顺序上都彼此无关的检测步骤。在此，检测的划分设置成：一种检测针对用于寻址的装置、例如地址总线和地址编码器的地址错误，以及一种检测针对存储单元的单元错误的。根据技术应用及需求，两种检测可以分段带有中断地执行，或完全相继地执行，也可以分段相继地进行。

可惊奇地发现，当在综合的测试中检测地址总线/地址编码器的错误时，与根据现有技术的检测方法所需的检测时间相比，不仅对于各个子检测步骤，而且对于检测步骤的总和来说，根据本发明以前述子检测步骤执行工作存储器检测都能明显减少所需的检测时间。

有利的是，在检测地址总线/地址编码器的一部分的地址错误之后检测存储单元的一部分的单元错误，此后检测地址总线/地址编码器的另一部分的地址错误以及随后检测存储单元的另一部分的单元错误，等等。在此，地址总线/地址编码器和存储单元的相继检测的部分不必是一致的。

可替换地，根据本发明还可以首先检测地址总线/地址编码器的地址错误，随后检测存储单元的单元错误，并且这些在时间上无关，其中对地址总线/地址编码器的检测和存储单元的检测不是综合的，而是分别在需要时以子步骤进行。

有利的是，以预定的时间间隔重复按照本发明的用于检测工作存储器的方法，从而也能够对于安全重要的部件或组件使用这种近似不断检测的工作存储器。

通过根据本发明的方法有利地可能的是，当在与存储器一同工作的设备，特别是变频器的运行期间执行对工作存储器的检测时，尤其相宜的是，设备的其他操作不需要执行本发明方法的控制器或需求程度减小并具有用于检测方法的空闲能力，即借助控制检测方法的控制器，仅当控制器方面有足够的计算能力可供使用时才执行所述方法，即不会因此干扰设备的正常运行。所述方法的这种与控制器负荷相关的控制有利地在控制器中实现。根据本发明的方法可以在每个方法步骤或子步骤中临时中断并随后继续，这同样有利地通过控制器自身进行控制。

根据本发明，在检测方法的检测地址总线/地址编码器的地址错误的步骤中，确定所谓的固定错误(stuck-at-faults)和/或所谓的耦合错误(coupling-faults)。在第一步骤中，检测可寻址性是否如其通常借助地址总线所实现的借助地址编码器转换的，使得能够响应被寻址的存储单元或存储区域、典型地是存储器行，即能够写入并读取。在确定耦合地址错误时，检测借助地址总线的传输及借助地址编码器的转换是否是唯一的。

有利地的是，根据本发明，为了确定固定地址错误，不需检测每个可能的存储器地址。更确切地说，随后将描述的、能够对n位地址总线的每个地址位进行的测试，足以执行对固定地址错误的完全检测。也就是说，当地址总线例如具有八个可以对于0具有“低”电压状态或对于1具有“高”电压状态的地址导线时，其为可限定2⁸个存储器地址的8位地址总线。

为了确定固定地址错误，将该八位地址总线中的一个地址位设为1，并且在该编址后通过数据总线将位模式写入通过寻址对应的存储器行中。随后将八位地址总线的该同一地址位设为0并再次将位模式(但是与之前所存储的不同的位模式)写入通过寻址对应的存储器行中。在此，其余地址位保持不变。随后，读取两个之前写入的存储器行并检测与之前写入的位模式的一致性。如果确定了这种一致性，则在仅就变化的地址位不同的所有存储地址中不存在固定地址错误。

为了对所有存储地址的可能的固定地址错误进行完全检测，根据本发明，对n位地址总线的每位，即在前述示例中对八位中的每一位执行前述测试。在此特别有利且简单的是，写入每个存储器行中的位模式包括所属存储器行的二进制地址或与该二进制地址相同。在此种测试中也可以使用其他任意的位模式。重要的是，此位模式与待检测的地址位的位模式不同。

应该理解的是，前述用于确定固定地址错误的方法不必强制地在不中断的测试循环中进行，而是例如可以在第一步骤中检测头两个地址位，在第二步骤中检测第二和第三地址位，在第三步骤中例如检测第五地址位以及在后续步骤中检测第六至第八地址位。

与确定固定地址错误无关地，可以在检测地址总线/地址编码器时确定耦合地址错误。为此，根据本发明的方法有利地设置为，分别相继地将存储器n位地址总线的每两位设为0、1以及设为0和1或1和0，在此优选保持其余位的状态不变，但这对于方法本身并不是必要的，而仅是有利的。在分别如前述设定存储地址之后，将位模式写入通过相应寻址对应的存储器行中。在此，位模式必须彼此不同。然后，最后在写入三个位模式之后再将它们读出并检测与之前写入的位模式的一致性。如果存在一致性，则地址总线/地址编码器是正常的，即至少在地址总线的经检测的位中不存在耦合地址错误。

为了完全检测地址总线/地址编码器的耦合地址错误，需要将n位地址总线的每一位根据前述模式用其余位中的每一位来设置，写入不同的位模式并随后检测与读取的位模式的一致性。

此外，此方法还具有优点的是，写入每行中的位模式包含所属的二进制地址或者与该二进制地址相同。在此方法中，是否是在一次中完全执行还是在多次中分步骤地执行耦合地址错误的检测并不重要。中断该检测方法没有问题。

与此无关地，根据本发明的方法还确定单元错误，即检测存储单元自身。由于如前所述寻址是逐行进行的，所以对存储单元自身的检测同样也逐行地进行。在此，根据本发明的第一方法，对一个存储器行的相邻存储单元交替地写入0和1，随后读取该行并检测与先前写入的行一致性。随后以相反的方式对相同的存储器行写入，即对存储器行的相邻存储单元交替地写入1和0。同样读取该行并以之前写入的值进行检测。如果在两种情况下都确定了一致性，则被检测的存储器行的单元正常。因此，对此存储器行的每个单元都进行了一次状态1的测试和一次状态0的测试，其中相邻的单元分别具有相反的状态。

可替换地，本发明还设置为，这样执行单元错误检测，即将1先后写入一个存储器行的每个单独的存储单元并将0写入其余存储单元，读取存储单元并进行检测。因此，这种方法逐行地测试每个单元，其中对每个行必须多倍于单元的数目地写入、读取和检测。

应该理解的是，为了借助控制器执行根据本发明的方法，在控制器中设有相应的用于寻址的装置、写入各个经寻址的存储器行的装置、读取各个经寻址的存储器行的装置、存储或中间存储一个或多个存储器行的装置以及用于比较位模式的装置。

在其中位值为0或1的前述实施方式中，还可以为相反的，即为1或0，而不用实质上改变该方法或方法步骤。

有利地在控制器中实现根据本发明的方法，从而就是在运行期间也可以以预定的时间间隔自动地执行此方法。特别有利的应用实例是驱动离心泵的电机的变频器的控制电路和调节电路，如其例如在加热设备中用作循环泵，用在水供给设备中，用在废水设备等中。通过自动检测控制电路和调节电路的工作存储器可以满足这种泵组增加的安全需求，由此也用在对安全要求很高的领域中。

以下参照具体的用于确定地址编码器错误和存储单元矩阵中的错误的方法步骤示例性描述根据本发明的方法。

附图说明

其中：

图1为用于检测地址总线/地址编码器的固定地址错误的方法的示意图，

图2为按照图1的用于检测地址总线/地址编码器的耦合地址错误的方法的示意图，

图3为用于检测存储单元的第一种方法的两个位模式，以及

图4为用于逐行检测存储单元的第二种方法的两个位模式。

具体实施方式

图1示出了作为任意数字计算单元(例如微处理器)的一部分的控制器1。由控制器1进行控制的工作存储器具有存储单元3的矩阵2，该矩阵可以分别以行4被寻址并写入或读取。为此，设有在附图中未示出的写电路/读电路以及同样未示出的地址编码器。

地址编码器将由控制器1通过地址总线5设定的地址转换为存储单元矩阵2的相应的行4，即通过地址编码器对由控制器1选择的地址(即存储单元矩阵2的行4)进行响应，而对于逐行地写入数据或逐行地读取数据通过同样由控制器1作用的数据总线6来进行。

在示出的实施例中，地址总线5具有12位的数据宽度，即地址总线5具有十二条数据导线，这些数据导线可以对于值1导引高电压电势以及对于值0导引低电压电势。因此，该12位地址总线可以对2¹²、即4096个不同的地址进行响应。由存储单元3构成的矩阵具有16位的数据宽度。其可逐行地寻址并且通过数据总线6对16位的相应数据宽度进行响应。

为了对用于寻址的装置、特别是数据总线和数据编码器的可能的地址错误(固定错误)进行检测，在图1的实施例中借助控制器1示例性地对两个地址进行响应，这两个地址的在编址上的不同之处仅在于通过地址总线5并行传输的全部十二位中的编号为8的位不同。因此，为了检测此编号为8的位，首先选择地址000000000000，并将位模式7通过数据总线6写入此由此确定的存储单元矩阵2的行0中，该数据总线6在图1的实施例中例如在头两个位置是1 0。此后，寻址可以变化，但是仅在该编号为8的位上由0变化为1。由此得到地址256。在相应的行4中写入了与前述位模式7不同的位模式8，在本实施例中其头两个位置是0 1。

随后，事先为了写入过程所选的地址通过地址总线5被输入地址编码器，并且相应的行0及256被从存储单元矩阵2通过数据总线6读出且在控制器1内与事先在这里写入的位模式7和8进行比较。当确定为一致之后，即完成了对于编号为8的位(Bit Nr.8)的测试。此时可以相似的方式对其余的地址位0至7及9-11重复该测试。当这些测试结束且没有查到错误时，则地址总线和地址编码器没有固定地址错误地工作。

随后，检测地址总线/地址编码器是否还没有耦合地址错误地工作。以下参照图2，更确切地说借助地址总线5的编号为8和9的位(Bit Nr.8 and 9)来描述此方法。借助控制器1对第一地址A1寻址，此第一地址A1具有值分别为0的地址总线的第八位和第九位。如果例如在此处预设地址总线的其余位被设为0，则由此得到存储单元矩阵2的行0的编址。在此编址中，通过数据总线6写入位模式M1。随后由控制器1选择地址A3，在此地址A3中地址总线的第八位和第九位设为1，其余位被设为0。由此得到该行的编址768，在该编址中写入位模式M3。随后借助控制器1控制地址A2，在此地址中第八位设为1而第九位设为0，地址总线的其余位同样设为0，由此在存储单元矩阵2中得到行的编址512，在此编址中写入位模式M2。代替地址A2，在此处还可以对地址A4进行编址，在此地址A4中第八位设为0而第九位设为1。由此得到其中可以写入位模式M2的地址行。

在将必须彼此不同的位模式M1、M2和M3写入存储单元矩阵2之后，通过重新编址A1、A2、A3及A4来选择并读取存储单元矩阵2的相应的行并通过数据总线6输入控制器1，在控制器1中将它们与初始写入的位模式M1、M2和M3比较。在写入的位模式M1至M3与读取的位模式M1至M3一致时，就成功地完成了测试。此后继续进行，其中对地址总线/地址编码器就耦合地址错误进行完全的测试，将十二个地址位的每一位均与其余地址位如前所述地组合并随后对其执行前述测试。

对于关于耦合地址错误的完全检测，即对于地址位0和1、0和2、0和3至0和11执行前述测试，此后对于地址位1和2、1和3、1和4至1和11，随后对于地址位2和3、2和4、2和5至2和11等等直至对所有的地址位组合进行完全的检测。由此在当前实施例中得到198个地址组合，其要以前述的三倍的写入和读取测试来进行检测。显而易见的是，此检测也可以以任意其他顺序执行。

当此测试也结束时，地址总线/地址编码器被完全检测。显而易见的是，就固定地址和耦合地址错误而言，对地址总线/地址编码器的检测根据前述方法可以被任意中断并继续。相应地，对于特别的由其执行的、对存储单元3本身进行检测的单元测试也有效。

对于与地址总线/地址编码器检测无关地设置的用于检测存储单元本身的方法来说根据本发明例如设有两种方法。

参照图3示出的方法这样工作，即将存储单元矩阵2的每个单独的单元3相继设为1，在此将至少同一存储单元行4的其余单元3设为0。由此测试例如通过对第一存储单元行4(图2中其为行0)的寻址来开始，随后将此存储单元行的第一位设为1，而所有其余位保持为0。然后将此位模式9通过数据总线6写入第一存储单元行4并随后读取，在此检测除第一位之外是否所有的位都为0值。随后以相似的方式将第二位设为1，其中所有其余的位的值为0，从而得到位模式12，然后将该位模式12写入此行4中并随后再读取并检测。继续进行，直至一行的所有的位，即在参照图1和图2示出的存储单元矩阵2中存储单元行4的所有16位都被检测。然后逐行地继续改测试，直至整个矩阵2被测试完。在此测试中同样显而易见的是，该测试可以在任意时间被中断并在中断后可再次继续。相宜的是，在对行4的检测结束之后执行中断。

参照图4描述了用于检测存储单元3的一种替代方法。在此处也逐行地执行存储单元测试，但在此实际上在一个工作过程中检测行4的全部单元3。在存储器行4中首先写入位模式1 0 1 0等等直至存储单元行4中行的结尾。在图4上部示出了这种模式A。如图4所示，存储器行4的存储单元3以1开始，以0和1交替地设置。然后，如在图4下部所示，对相同的行写以相反的位模式B，由此第一行3此处为值0而相邻的单元3为值1，等等。

将具有位模式A和B的分别在存储后读取的行4中间存储在控制器1中并逐位进行比较。在此，借助读取的位模式A和B首先一次性检测，是否在每个单元3中都发生了从0到1或从1到0的位变化，如其通过图4中的比较10所示出的。该测试确定固定单元错误。此外，借助读取的第二位模式B检测读取的行4的相邻的单元3的值是否交替地为值0和1。该测试确定耦合单元错误。

还对整个矩阵2逐行地执行上述测试，以完整地检测存储单元矩阵2的单元错误。这种测试也可以如可以容易地看到的，优选在对行4的检测结束后中断并在给定的时间后继续随后行的检测。在此待检测的行4的顺序也不是强制预设的，而是可以如前所述地选择或以任意其他方式选择。

附图标记列表

1-控制器

2-存储单元矩阵

3-存储单元

4-存储单元行

5-地址总线

6-数据总线

7-位模式

8-位模式

9-位模式

A-位模式

B-位模式

10-用于确定固定单元错误的比较

11-用于确定耦合单元错误的比较

12-位模式

Claims

1.一种用于检测工作存储器的方法，该工作存储器特别是变频器控制电路和调节电路的工作存储器，该工作存储器至少具有存储单元的矩阵、用于对所述存储单元矩阵进行寻址的装置以及写电路/读电路，在该方法中，在运行期间，在一个步骤中检测所述用于寻址的装置的至少一部分的地址错误，在另一步骤中检测至少一部分存储单元的单元错误，其中，这些检测步骤在时间上彼此无关地执行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测所述用于寻址的装置的一部分的地址错误之后，检测一部分存储单元的单元错误，此后检测所述用于寻址的装置的另一部分的地址错误以及随后检测另一部分存储单元的单元错误，并如此继续进行检测。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，首先检测所述用于寻址的装置的地址错误，随后检测存储单元的单元错误。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该检测工作存储器的方法以预定的时间间隔重复。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在与存储器一同工作的设备、特别是变频器的运行期间，仅当该设备的其他操作不需要执行该方法的控制器或需求程度减小且具有用于该检测方法的空闲能力时，才执行该用于检测工作存储器的方法。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法可在时间上中断并随后继续。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述一个步骤中确定固定地址错误和/或耦合地址错误。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定固定地址错误，将n位地址总线的一个地址位在保持其余地址位的状态的情况下从0设到1并随后从1设到0，在每次设置一个地址位之后，将不同的位模式分别写入通过各个编址对应的存储器行中，并且在写入两个存储器行之后读取位模式并检测与之前写入的位模式的一致性。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述n位地址总线的每一位执行该方法。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，写入各存储器行中的位模式包括所属存储器行的二进制地址或与该二进制地址相同。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定耦合地址错误，优选在保持其余位的状态的情况下，将所述存储器的n位地址总线的每两位设置成00、11以及01或10，在每次设置之后，将不同的位模式写入对应于各次寻址的存储器行中，并且在将所述位模式写入三个经寻址的行之后再将它们读出，并检测与之前写入的位模式的一致性。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，将n位地址总线的每一位设置成其余位中的每个位并进行检测。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，写入到各行中的位模式包含所属的二进制地址或者与该二进制地址相同。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述另一步骤中确定单元错误，其中，以0和1交替地写入一个存储器行的相邻存储单元、读取这些存储单元并检测与之前写入的值的一致性，随后相反地以1和0写入、读取并检测。

15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述另一步骤中确定单元错误，其中，先后将1写入一个存储器行的每个单独的存储单元而将0写入其余单元、读取这些存储单元并进行检测。

16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个写入所述存储单元矩阵和/或从该存储单元矩阵读取的位模式存储在控制器中。

17.一种具有由变频器控制的电机的泵组，具有控制电路和调节电路，该控制电路和调节电路具有工作存储器，对该工作存储器以如前述权利要求中任一项所述的方法自动地进行检测。