Problematisch wird das Verfahren und die Vorrichtung aus dem Stand der Technik dann, wenn zu einem Zeitpunkt T ein Fehler an einem bestimmten Eingang vorliegt, da dann zunächst ein falscher Wert in das betroffene Schieberegister geschrieben wird. Die berechnete Endsignatur wird deshalb von der erwarteten Signatur abweichen. Tritt jedoch zusätzlich zu einem nachfolgenden Zeitpunkt T+1 an einem nachfolgenden, insbesondere direkt nachfolgenden Eingang ein Fehler auf, so wird der ursprüngliche Fehler am ersten Eingang nach dem Verschieben durch die Schieberegister mit einer Anzahl von Takten, die dem Abstand der Eingänge und Zeitpunkte entspricht, insbesondere mit einem Takt

wieder kompensiert, wenn keine Rückkopplungsverzweigung des MISR also der Signaturerzeugungsschaltung dazwischen liegt. So werden Fehler, die zu solch problematischen Zeitpunkten und Datenwortpositionen auftreten, bei der Signaturbildung nicht bemerkt.

Eine Möglichkeit, bei der Einspeicherung Vorsorge zu treffen, um diese Problematik auszuschließen, ist die Einspeisung des inversen Datenwortes folgend auf ein Datenwort, so dass ein Fehler in jedem Fall nicht kompensiert, sondern bemerkt wird. Dies verdoppelt aber die Anzahl der notwendigen Operationen und Takte.

So zeigt sich, dass der Stand der Technik nicht in jeder Hinsicht optimale Ergebnisse zu liefern vermag, und es ergibt sich daraus die Aufgabe, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Beherrschung der oben genannten Problematik im Rahmen der Bildung von Signaturen zu entwickeln.

Vorteile der Erfindung Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Bildung einer Signatur, wobei eine vorgegebene Anzahl an Schieberegistern vorgesehen ist, an welche zu prüfende Eingangsdaten bitweise und parallel als aufeinander folgende Datenwörter angelegt werden und welche die Eingangsdaten in einem vorgebbaren Takt seriell weiterschieben und nach einer bestimmten Anzahl von Datenwörtern und Takten eine Signatur in den Schieberegistern gebildet wird, wobei vorteilhafter Weise zusätzlich ein Codegenerator vorgesehen ist, der wenigstens eine zusätzliche Bitstelle in wenigstens einem zusätzlichen Schieberegister aus jedem Datenwort in der Signatur erzeugt. D. h. vorteilhafter Weise wird das MISR um wenigstens eine Bitstelle erweitert, wobei diese Bitstelle jeweils aus dem jeweils anliegenden kompletten Datenwort gewonnen wird und in die Signatur mit eingeht. Dadurch kann vorteilhafter Weise die Sicherheit zur Beherrschung oben genannter Problematik erzielt werden, ohne eine Vielzahl von zusätzlichen Operationen und Takten bei der Signaturbildung durchzuführen.

Auf diese Weise wird eine Fehlermaskierung bei den genannten Mehrfachfehlern mit geringstem Schaltungsmehraufwand verhindert.

Weiterhin von Vorteil ist, dass die einzelnen Schieberegister durch Antivalenzpunkte, also XOR-Verknüpfungen verbunden sind und auch die einzelnen Bitstellen über diese Antivalenzpunkte eingekoppelt werden.

Ebenso ist es zweckmäßigerweise denkbar, statt einer Antivalenzverknüpfung, also einem Antivalenzpunkt einen Äquivalenzpunkt, also ein negiertes XOR zu verwenden, um die einzelnen Bitstellen zum Einen der Datenwörter und zum Anderen die wenigstens eine Bitstelle des Codegenerators in die entsprechenden Schieberegister einzukoppeln.

Vorteilhafter Weise ist der Codegenerator derart ausgebildet, dass dieser einen ECC- Code (Error Check and Correction) realisiert, wie beispielsweise einen Hamming-Code, einen Berger-Code oder einen Bose-Lin-Code, usw., um die an dem jeweiligen ECC- Code entsprechende Anzahl an Bitstellen einer entsprechenden Anzahl an zusätzlichen Schieberegistern zur Signaturbildung vorzugeben. Im allgemeinsten Fall kann eine Codegeneratortabelle (festverdrahtet oder in SW) verwendet werden, um einem bestimmten Eingangsmuster der Datenworte bzw. Bits ein gewünschtes Codemuster beliebiger Länge zuzuordnen. Im einfachsten Fall ist der Codegenerator vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass dieser ein Parity-Bit bildet und dieses einem zusätzlichen Schieberegister vorgibt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Merkmalen der Ansprüche.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt eine MISR-Schaltung mit Schieberegistern 100 bis 105 und Antivalenz-, also XOR-Verknüpfungspunkten 106 bis 111. Entsprechend der Rückkopplung ist hier ein modularer Typ dargestellt. Dabei werden die Eingänge Input 0, Input 1, Input 2, Input 3, Input 4 und Input n-1 in die Schieberegister eingekoppelt, die den entsprechenden Bitstellen der angelegten Datenwörter entsprechen sowie in einem vorgegebenen Takt eingelesen und durchgeschoben. In den Schieberegistern ergeben sich dann die Zustände X0, X1, X2, X3, X4 und Xn-1, wobei n eine natürliche Zahl größer Null ist und in diesem konkreten Beispiel sogar mindestens 6 entspricht.

Figur 2 zeigt ebenfalls ein MISR und ebenfalls mit den Schieberegistern 100 bis 105 sowie den Antivalenz-, also XOR-Verknüpfungen 106 bis 111. Weiterhin sind zusätzlich zwei XOR-Verknüpfungen 111 und 113 dargestellt, die in diesem Beispiel nach Schieberegister 100 und Schieberegister 102 bedient werden. Es handelt sich hierbei somit um den Standardtyp eines MISR, wobei die Einkoppelpunkte, also die Antivalenzverknüpfungen 112 und 113 ebenso wie deren Anzahl beliebig in der MISR gewählt werden können. Auch hier sind die Eingänge von 0 bis n-1 dargestellt und ebenso die Zustände der Schieberegister von XO bis Xn-1 mit n E N.

Figur 3 zeigt nun die Darstellung dreier Datenwörter DW1, DW2 und DW3, die in dieser Folge an die Eingänge Input 0 bis Input n-1 angelegt werden sollen. Die einzelnen Bitstellen sind mit BSO bis BSn-1 dargestellt. Liegt nun beispielsweise zum Zeitpunkt T im Datenwort DW 1, bestimmt für Input 1 ein Fehler F an und ebenso zum späteren Zeitpunkt T+1 im Datenwort DW2 also bei Input 2, so kompensieren sich diese Fehler nach dem Verschieben mit einem Takt in dem MISR. Gleiches gilt für weitere Fehlerkonstellationen, die aufgrund des Einkoppelzeitpunktes bzw. der Position im Datenwort und dem entsprechenden Input eine Kompensation zur Folge haben.

In Figur 4 nun wird das MISR um einen i Bit-Codegenerator 407 erweitert. Dabei stellt i ebenfalls als eine natürliche Zahl größer Null die Anzahl der Bits dar, die durch den Codegenerator in das MISR eingekoppelt werden entsprechend des verwendeten Codes bzw. ECC-Codes im Codegenerator. Entsprechend dieser Anzahl i der ausgegebenen Bitstellen des Codegenerators ist auch eine entsprechende Anzahl an Schieberegistern, hier mit 408 bezeichnet, zusätzlich zum MISR vorgesehen. Im einfachsten Fall erfolgt hier eine Parity-Bit-Bildung, so dass dann nur ein zusätzliches Schieberegister vorgesehen ist und ein weiterer Input-1.

An welcher Stelle im MISR das wenigstens eine zusätzliche Schieberegister bzw. der wenigstens eine zusätzliche Einkoppelpunkt, also Antivalenz-bzw. Äquivalenzpunkt eingebracht wird, ist frei wählbar und hier nur beispielhaft dargestellt. D. h. auch hier in Figur 4 sind wieder die üblichen Schieberegister 100 bis 105 dargestellt, wobei wenigstens ein zusätzliches Schieberegister 408 vorgesehen ist. Die Eingänge der erfindungsgemäßen Vorrichtung Input 04, Input 14, Input 24, Input 34, Input 44 und Input (n-1) 4 sind hier nicht nur auf die Antivalenzpunkte, also die XOR-Verknüpfungen

geführt, sondern auch dem i Bit-Codegenerator zugeführt. So wird im vorgegebenen Takt aus jedem eingehenden Datenwort eine Zusatzinformation, abhängig vom verwendeten Code (insbesondere ECC), generiert und einer entsprechenden Anzahl von Schieberegistern eingespeist. Jn diesem Beispiel sind als XOR-Verknüpfungspunkte die Elemente 400 bis 406 vorgesehen, wobei sich in unserem Beispiel neben dem Eingang Inpunt-i und dem Zustand X-i des Schieberegisters 408 die üblichen Zustände X0, Xl, X2, X3 und Xn-1 der Schieberegister ergeben. Die zusätzlichen Pfeile als Ausgang des i Bit-Codegenerators 407 deuten an, dass in einer anderen Ausführungsform eben mehr als nur eine zusätzliche Bitstelle in das MISR geschrieben werden, abhängig vom verwendeten Code.

Bei Verwendung eines Hamming-Codes ergibt sich beispielsweise also bei ECC für Einzelfehlerkorrektur, bei 4 Bit Nutzdaten 3 Bit Korrekturcode. Bei ECC Ein-Fehler- Korrektur mit 8 Bit Nutzdaten ergeben sich 4 Bit Korrekturcode. Bei 16 Bit Nutzdaten ergeben sich 5 Bit Korrekturcode und bei 32 Bit Nutzdaten 6 Bit Korrekturcode. Also allgemein 2k>= m+k+1, wobei m der Anzahl der Nutzbits als natürliche Zahl größer 0 entspricht und k den Codebits oder Korrekturbits bzw. dem Korrekturcode ebenfalls als natürliche Zahl. Soll zusätzlich eine Zweifach-Fehler-Detektion erfolgen, ist jeweils 1 Bit mehr Korrekturcode vorzusehen.

Wird beispielsweise ein Berger-Code verwendet, sind bei 4 Bit-Nutzdaten zusätzlich 3 Codebits 5 Zustände vorzusehen, bei 8 Bit Nutzdaten zusätzlich 4 Codebits für 9 Zustände. Bei 16 Bit Nutzdaten zusätzlich 5 Codebits bei 17 Zuständen und bei 32 Bit Nutzdaten zusätzlich 6 Codebits bei 33 Zuständen. Hier heißt es allgemein 2k >= m+1 bzw. k >= ld (m+l), wobei m der Nutzbitanzahl der Daten entspricht und k der Codebitanzahl bzw. dem Korrekturcode.

Auch weitere Codes, wie der Brose-Lin-Code sind hierbei möglich, wobei die Anzahl der Codierungsbits dabei gleich ist wie die des Berger-Codes aber die Prüfbits lediglich Modulo 4 oder Modulo 8 genommen werden.

Entsprechend der Anzahl dieser Codierungsbits k ist somit auch die Anzahl der Ausgänge des Codegenerators vorzusehen, also zusätzliche Eingänge (inputs) -i, wobei i = 1 bis k s

N und eine ebensolche entsprechende Anzahl an Schieberegistern und Verknüpfungspunkten.

Das MISR wird somit um mindestens eine Stelle erweitert, indem mindestens ein Parity- oder anderer Code aus den ursprünglichen Daten Input 0 bis Input n-1 gewonnen wird und in die Signatur, hier im Beispiel in Figur 4 für den modularen Typ (Figur 1) gezeichnet, mit eingeht. Gleiches gilt natürlich auch für den Standardtyp (Figur 2). Der Codegenerator kann somit ein Parity-Generator sein mit i = 1, wobei in diesem Fall genau ein zusätzliches Flip-Flop notwendig ist. Für den Fall, dass beispielsweise am Input 3 ein Fehler auftritt, wird zusätzlich am Input-1, also dem Parity-Input, ein veränderter Wert eingespeist. Um diesen Wert im Fehlerfall zu maskieren, ist dann genau im nächsten Takt sowohl an Input 4 als auch an Input 0 ein Fehler notwendig. Es liegt hier also ein höherer Hamming-Abstand vor und durch das notwendige präzise zeitliche Verhalten bei der Fehlermaskierung mit Doppelfehler verringert sich die Wahrscheinlichkeit der Maskierung deutlich.

Mit einem noch höheren Aufwand an Codebits, wie oben erwähnt, kann der Hamming- Abstand beliebig weiter erhöht werden. Wird statt der Antivalenz-eine Äquivalenzverknüpfung zur Einkopplung verwendet, erzielt man zwar geringfügig geringere Redundanz, aber immer noch eine deutlich geringere Fehlerauslöschungswahrscheinlichkeit als im Stand der Technik.

Als weitere Möglichkeit ergibt sich für den Codegenerator 407 noch eine Tabellenzuordnung, also der Einsatz einer Codegeneratortabelle, bei der abhängig von der eingehenden Bitkombination des Datenwortes eine vorgegebene Anzahl an Codebits in eine entsprechende Anzahl Schieberegister eingekoppelt wird. Durch eine solche Codegeneratortabelle ist eine beliebige Zuordnung von eingehenden Datenbits zu ausgegebenen Codierungsbits möglich.

Zum Auslesen der gebildeten Signatur aus dem MISR ist im seriellen Fall ein Schaltmittel S vorgesehen, welches die Rückkoppelleitung unterbricht und ein Auslesen der Register seriell ermöglicht. Zum Anderen besteht die Möglichkeit, wie mit dem Buchstaben P und der gestrichelten Linie angedeutet, die Schieberegister parallel und

damit die Signatur in einem Zuge aus dem MISR auszugeben, um diese mit einer entsprechenden erwarteten Signatur zu vergleichen.

Die Erfindung stellt also einen deutlich höheren Sicherheitsfaktor dar als eine gewöhnliche MISR und dies bei deutlich geringerem Aufwand als eine ständig notwendige Inversion der Datenwörter zum Ausgleich einer Fehlermaskierung.

Damit ist die Erfindung bei allen sicherheitskritischen Anwendungen, insbesondere im Fahrzeugbereich wie bei Bremsensteuerungen (ABS, ASR, ESP, usw. ), steer-by-wire, break-by-wire, also allgemein x-by-wire, Airbag, Motorsteuerung, Getriebesteuerung, usw. einsetzbar. Ebenso Einsatz finden kann die Erfindung bei Mikrocontrollern oder anderen Halbleiterstrukturen im Rahmen eines Tests sowie bei allen BIST-Strukturen (built-in-self-test) und auch zur Optimierung von Produktionstests.