一种片上存储器在线故障诊断系统，包括，存储访问控制器、数据备份控制器、地址解析器、交织器、静态存储器测试器，以及片内存储器，其中，所述存储访问控制器，其将接收的系统请求转换为所需的地址信号、写数据信号、读写控制信号以及读数据信号；所述数据备份控制器，其将需要备份的存储器分组的内容备份到冗余分组；所述地址解析器，其将所述存储访问控制器的访问请求分发到存储器逻辑分组；所述交织器，其将对存储器逻辑分组的访问请求映射到存储器物理分组；所述静态存储器测试器，其对所述片内存储器进行周期性测试；所述片内存储器，其用于数据的存储和读取。提高了片上存储器的故障诊断覆盖率，而且不牺牲系统的可用性和性能。