УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 1996 года по МПК H05K10/00 

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и системам передачи информации и предназначено для многоканальной обработки информации с зависимыми ошибками в системах с избыточным кодированием.

Известно резервированное устройство (авт.св. СССР N 723576, кл. G 06 F 11/00, 1977), содержащее два резервируемых блока, элемент сравнения, элементы И, ИЛИ. Его недостаток неспособность многоканальной обработки информации (число каналов ≥ 3).

Известны трехканальные резервированные устройства (авт. св. СССР N 463972, кл. G 06 F 11/00, 1972; авт.св. СССР N 1115256, кл Н 05 К 11/00, 1983), содержащие по три канала с резервированными блоками, мажоритарными элементами. Их недостатки неспособность обработки информации, поступающей более чем по трем каналам, а также способность коррекции только независимых ошибок.

Наиболее близким по технической сущности является трехканальное резервированное устройство (авт.св. СССР N 618875, кл. Н 05 К 10/00, 1976), содержащее в каждом канале резервированный блок, соединенный с блоком контроля, двухвходовый элемент И, к входам которого подключены выходы блоков контроля соседних каналов и мажоритарный элемент, к информационным входам которого подключены выходы резервируемых блоков, элемент ИЛИ и трехвходовый элемент И, входы которого подключены к выходам блоков контроля соседних каналов и резервированного блока данного канала, а выход к первому входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход мажоритарного элемента, управляющий вход которого соединен с выходом двухвходового элемента И.

Недостаток этого устройства неспособность n-канальной обработки информации с зависимыми ошибками.

Цель изобретения обеспечение возможности n-канальной обработки информации с зависимыми ошибками.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее n блоков контроля (БК) (для общего случая) введены n регистров сдвига, мультиплексор и устройство анализа (УА), которое содержит n регистров сдвига УА, n счетчиков и устройство сравнения, причем i-й вход устройства соединен с входом i-го регистра и входом i-го устройства контроля (УК) (i ), контрольный выход которого соединен с i-м входом УА, выход которого соединен с входом управления мультиплексора, i-й вход которого соединен с выходом i-го регистра, а выход является выходом устройства, i-й вход УА является суммирующим входом i-го счетчика и входом i-го регистра УА, выход которого соединен с вычитающим входом i-го cчетчика, выход которого соединен с i-м входом устройства сравнения, выход которого является выходом УА.

Таким образом, сущность изобретения состоит в способности n-канальной обработки информации с зависимыми ошибками путем введения n регистров сдвига, мультиплексора, устройства анализа и соответствующих связей.

Резервированные блоки, содержащиеся в схеме прототипа, не имеют непосредственного отношения к работе устройства, они обозначают источники поступления информации и поэтому опущены в предлагаемом устройстве.

Известные устройства неспособны обрабатывать информацию, поступающую в общем случае по каналам, что ограничивает их применение для двух и трех каналов.

Предлагаемое устройство построено для n-канальной обработки, где число n можно считать неограниченным.

Для случая, когда ошибки в каналах зависимы, использование мажоритарной обработки (голосования) неэффективно, так как число "голосов" не является оптимальным решающим критерием. В случае, когда зависимость ошибок в одноименных символах, поступающих по каналам, неизвестна, единственным критерием правильности информации является алгебраическая проверка информации с избыточным кодированием.

Таким образом, выбор канала, который прошел алгебраическую проверку и обнаружил минимальное число ошибок, является возможным решением задачи обработки резервируемой информации с зависимыми ошибками.

Работа устройства основана на анализе УА числа ошибок на временном интервале Т и переключении мультиплексора на канал с наименьшим числом ошибок. Интервал Т есть время сдвига единичного сигнала в регистре УА.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, которая содержит блоки контроля 1.1-1. n, первые регистры сдвига 2.1-2.n, мультиплексор 3 и блок анализа ошибок 4, при этом i-й вход устройства соединен с входом регистра 2. i и входом УК 1.i (i ), контрольный выход которого соединен с i-м входом УА 4, выход которого соединен с входом управления мультиплексора 3, i-й вход которого соединен с выходом регистра 2.i, а выход является выходом устройства.

На фиг. 2 представлена схема блока 4, которая содержит вторые регистры сдвига 4.1.1 4.1.n, счетчики 4.2.1 4.2.n и блок 4.3 сравнения, причем i-й вход УА 4 (см.фиг.1) является суммирующим входом счетчика 4.2.i и входом регистра 4.1. i, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика 4.2.i, выход которого соединен с i-м входом устройства 4.3 сравнения, выход которого является выходом УА.

Блок 1.1 1.n предназначен для контроля информации в каналах. При приеме сверточных кодов в качестве УК может использоваться ключ, генератор проверочного синдрома и сумматор по модулю два на выходе этого генератора, выход сумматора по модулю два является контрольным выходом блока.

Регистры 2.1 2.n представляют собой дискретные элементы задержки, которые компенсируют задержку в выдаче ошибок и позволяют накапливать статистику ошибок в УА 4.

Мультиплексор 3 управляемый ключ для считывания наименее искаженной информации с i-го канала.

Блок 4 анализирует количество ошибок на интервале Т, его решающую функцию можно задать формулой
F(t)
На выходе блока 4 формируется (устройством 4.3 сравнения) адрес канала с наименьшим числом ошибок S_i. Регистры 4.1.1 4.1. n представляют собой (аналогично регистрам 2.1 2.n) элементы задержки, которые задерживают сигналы об ошибках (а не информационные сигналы), тем самым постоянно обновляя содержимое счетчиков 4.2.1 4.2.n (соответственно их содержимое S₁, S₂,S_n). Счетчики 4.2.1 4.2.n дискретные интеграторы.

Блок 3 сравнения постоянно (по синхротактам) сравнивает содержимое счетчиков 4.2.1 4.2.n и выдает на вход мультиплексора 3 адрес канала обработки с наименьшим числом ошибок.

Введенные в устройство регистры 2.1 2.n сдвига, мультиплексор 3, блок анализа 4 и соответствующие связи обеспечивают работу устройства по назначению и являются существенными отличиями.

Устройство работает следующим образом.

Информация поступает по n резервированным каналам (входы устройства). Пусть в i-м канале наименьшее число ошибок, тогда УК 1.i на контрольном выходе выдает наименьшее число единичных сигналов, которые суммируются в счетчике 4.2.i и записываются в регистр 4.1.i, одновременно информационная последовательность, контролируемая УК 1. i, сдвигается в регистре 2.i. Так как содержимое счетчика 4.2. i наименьшее, то блок сравнения 4.3 выдает адрес i-го канала на управляющий вход мультиплексора 3, через который информация считывается с регистра 2.i.

Если в i+1 канале меньшее число ошибок, то УК 1.i+1 выдает наименьшее число единичных сигналов, состояние счетчика 4.2.i+1 уменьшается и блок сравнения 4.3 выдает на вход мультиплексора 3 адрес i+1 канала, информация считывается с регистра 2.i+1.

Таким образом, работа устройства заключается в переключении мультиплексора 3, которым управляет блок УА 4.

Предлагаемое устройство может применяться в резервированных каналах обработки информации с избыточным кодированием.

Использование: в автоматике, вычислительной технике, в системах передачи информации для многоканальной обработки информации с зависимыми ошибками в системах с избыточным кодированием. Сущность изобретения: устройство содержит блоки контроля 1,1-1,n, первые регистры сдвига 2,1-2,n, мультиплексор 3, блок анализа ошибок 4, который включает блок сравнения и по числу каналов вторые регистры сдвига и счетчики. Устройство позволяет обрабатывать информацию в каналах, используя контролеспособность помехоустойчивых кодов. 2 ил.

Устройство для многоканальной обработки информации, содержащее по числу каналов блоки контроля информации, входы которых являются соответствующими информационными входами устройства, отличающееся тем, что в устройство введены по числу каналов первые регистры сдвига, а также мультиплексор и блок анализа числа ошибок, включающий блок сравнения и по числу каналов вторые регистры сдвига и счетчики, выход каждого блока контроля информации подключен к суммирующему входу соответствующего счетчика и информационному входу соответствующего второго регистра сдвига, связанного выходом с вычитающим входом соответствующего счетчика, подключенного выходом к соответствующему входу блока сравнения, соединенного выходом с управляющим входом мультиплексора, подключенного информационными входами к выходам соответствующих первых регистров сдвига, информационные входы которых соединены с информационными входами блоков контроля информации, выход мультиплексора является информационным выходом устройства.