СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ ЧЕРЕЗ ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ МАГИСТРАЛЬ Российский патент 2012 года по МПК G06F3/00 G06F13/38 

Данное изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, может быть использовано в ответственной аппаратуре, имеющей повышенные требования к надежности и не имеющей доступа для ремонта, например, для космических аппаратов.

Известен способ передачи цифровой информации через параллельную магистраль, который заключается в многократном нечетном повторении информации с последующим мажорированием или мажоритарным декодированием, причем количество повторений должно быть не менее трех и зависит от числа разрядов, необходимых для исправления (А.В.Чикин, А.Г.Зимин, И.А.Ионов «Способ оценки эффективности блоковых кодов при передаче информации по каналу связи» (пример 1, 2). Труды МАИ. УДК 621.376.57 (http://www/mai.ru/projects/mai_works/)).

К недостаткам этого способа нужно отнести невозможность передачи цифровой информации через параллельную магистраль без искажения при наличии одного или более отказов типа постоянный логический 0 или логическая 1 в разрядах магистрали.

Наиболее близким является способ передачи цифровой информации через параллельную магистраль, заключающийся в многократном нечетном повторении, начиная с трех, с последующим мажорированием или мажоритарным декодированием, отличающийся тем, что в каждом следующем повторении информация смещается на один разряд с последующим поразрядным мажорированием, причем число повторений вычисляют по формуле K=2i+1, где i - число возможных отказов (патент РФ №2413283, G06F 3/00) - принятый в качестве прототипа.

Недостатком этого способа является сложность аппаратной реализации для исправления информации в магистрали при наличии отказа в двух и более разрядах подряд типа постоянный логический 0 или логическая 1. Например, парировать отказ подряд в двух разрядах магистрали данным способом можно только при пятикратном повторении со смещением информации каждый раз на один разряд, однако это приводит к увеличению аппаратных средств в части исполнения мажоритарного устройства «3 из 5» и увеличению числа регистров до пяти, а также увеличивается время на передачу информации. Для парирования отказа подряд в трех разрядах магистрали потребуется еще большее усложнение аппаратных средств в части исполнения мажоритарного устройства «4 из 7», увеличение числа регистров до семи и увеличение времени на передачу информации более чем в два раза по сравнению с трехкратным повторением.

Поэтому самым оптимальным с точки зрения временных и аппаратных затрат является трехкратное повторение, однако при смещении информации на один разряд при каждом следующем повторении невозможно парировать наличие отказа подряд в двух разрядах магистрали. Данный недостаток показан на примере передачи 16-разрядного двоичного кода путем трехкратного повторения со смещением информации на один разряд при каждом следующем повторении. Пусть необходимо передать код

магистрали. При неисправности в двух разрядах подряд, например в первом и втором разряде магистрали неисправность постоянный «0», и смещении информации вправо при последующей передаче, информация состояния разрядов будет выглядеть следующим образом:

После мажорирования одноименных разрядов «2 из 3» ложный «0» зафиксируется в первом и в шестнадцатом разряде

таким образом, данным способом при трехкратном повторении нельзя передать достоверную информацию через параллельную магистраль при наличии отказа в двух разрядах подряд. Очевидно, что при наличии отказа в магистрали подряд в трех разрядах тем более исправления не будет.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, что позволит передавать цифровую информацию через параллельную магистраль при минимальном количестве повторений (трехкратном) и при наличии отказа в двух и более рядом расположенных разрядах магистрали, тем самым повысит отказоустойчивость.

Указанная цель достигается тем, что многократное (трехкратное) повторение информации производится со смещением каждой последующей информации на число разрядов, определяемое количеством рядом расположенных разрядов, отказы которых необходимо парировать. Причем максимальное количество возможных исправлений (отказов) рядом расположенных разрядов определяется по формуле N=n/3, где n - число разрядов магистрали, а N - целое число парируемых отказов.

Суть заявленного решения для парирования отказов может быть пояснена следующим образом.

Например, необходимо парировать отказы в двух подряд разрядах 16-разрядного двоичного кода - первого и второго постоянный «0» и седьмого и восьмого - постоянный «0», значит, информацию при повторении надо сдвигать на два разряда.

причем значение в первом, втором, седьмом, восьмом разряде по большинству будет «1». Таким образом, информация передана верно, парировано четыре неисправности. Аналогичным образом могут быть исправлены одновременные отказы в 1, 2 и 9, 10 разрядах, в 3, 4 и 9, 10 или 11, 12 разрядах и так далее.

Покажем максимальное парирование отказов данным способом передачи на примере 16-разрядного двоичного кода. Определяем число N=n/3=16/3=5,333, целое число равно 5, значит, максимально можно исправить 5 разрядов, расположенных рядом, поэтому надо смещать информацию на пять разрядов вправо (влево) при каждой следующей передаче.

причем значение в первом, втором, третьем четвертом и пятом разрядах по большинству будет «1». Таким образом, информация передана верно, парировано пять неисправностей.

Данный способ предполагается применять в блоках управления космических аппаратов для повышения живучести за счет способности выдачи команд управления из контроллера в исполнительные устройства даже при наличии нескольких отказов в параллельной магистрали (шине).

Из известных автору источников информации и патентных материалов не известна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявляемого объекта.

Настоящее изобретение относится к вычислительной технике и автоматике. Техническим результатом является повышение отказоустойчивости. Способ позволяет исправлять информацию на параллельной магистрали путем тройного повторения (записи) информации, со смещением информации на число разрядов, определяемое количеством рядом расположенных разрядов, отказы которых необходимо парировать, причем максимальное количество парируемых отказов не превышает число (целое), полученное от деления числа разрядов магистрали на три, и с последующим поразрядным мажорированием.

Способ передачи цифровой информации через параллельную магистраль, заключающийся в многократном повторении информации со смещением каждой последующей информации, с последующим мажорированием или мажоритарным декодированием, отличающийся тем, что в каждом следующем повторении смещение информации проводят на число разрядов, определяемое количеством рядом расположенных разрядов, отказы которых необходимо парировать, причем максимальное количество парируемых отказов не превышает число (целое), полученное от деления числа разрядов магистрали на три, а число повторений равно трем.