Запоминающее устройство Советский патент 1983 года по МПК G11C29/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при создании систем памяти повЕлшенной надежности. Известны запоминающие устройства со словарной организацией, которые содержат накопитель, схемы логики обращения и коррекции однократных отказов в слове 1. Недостатком этих устройств явля ется низкая и недостаточная для мно гих применений надежность из-за кор рекции только однократных ошибок Э, словах накопителя. Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является запоминающее устройство, содержащее входные шины данных, блок кодирования, соединенный выходами с вторыми входами накопителя, выходными шинами соединенного с входами блока вычисления синдрома и с первыми входами второго блока коррекции ошибок, выходы блока вычисления синдрома соединены с первыми входами блока по: лучения второго признака, первыми входами блока определения ошибок и первыми входами регистра хранения признаков, вторыми входами соединен ного с шиной адреса и третьилш. входами накопителя, третий вход регист ра хранения признака соединен с первым выходом блока определения ошибо первый и второй выходы регистра хранения признака соединены соответственно с вторым входом блока определе ния ошие5ки и вторым входом блока получения второго признака, а также входом первого блока декодирования признаков, выход блока получения вто рого признака соединен с входом второго блока декодирования признаков, выходы первого и второго блоков декодирования признаков соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков коррекции ошибок, первые входы пгрвого блока коррекции ошибок соединены с выходами, второго блока коррекции ошибок, выходы первого блока коррекции ошибок и третий выход блока определения ошибок является соответственно выходами данных и выходом прерывания, второй выход блока определения ошибок и четвёртый вход регистра хранения признаков. Такое устройство позволяет производить коррекцию одиночной ошибки (отказа элемента памяти или его сбоя) и стертости (известной ошибки элемента памяти при считывании (декодировании) 2. Однако это устройство не позволяет производить коррекцию последующего отказа или сбоя элемента памяти в слове после появления первого сбоя элемента памяти и второго отказа или сбоя элемента памяти. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в запоминающее устройство, содержащее накопитель, одни информационные входы которого подключены к выходам шифратора, выходы накопителя подключены к одним входам первого блока коррекции сяиибок и к входам первого блока вычисления синдрома, выход которого подключен к первому входу второго блока вычисления синдрома, к первому входу блока контроля и к первому входу регистра, второй вход которого подключен к адресному входу накопителя и является адресным входом устройства, другие входы первого блока коррекции ошибок подключены к выходам первого дешифратора, входы которого подключены к выходам второго блока вычисления синдрома, второй вход второго блока вычисления синдрома подключен к первому выходу регистра и к входу второго дешифратора, выход которого подключен к nepBoivjy входу второго блока коррекции ошибок, второй вхоД второго блока коррекции ошибок подключен к выходу первого блока коррекции ошибок, а выход второго блока коррекции ошибок является информационным входом устройства, третий вход и.второй выход регистра подключены соответственно к первому выходу и к второму входу блока контроля, второй выход которого является управляющим выходом устройства, введены элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, триггер и коммутатор, lepвый вход которого является информационным входом устройства, второй вход коммутатора подключен к выходу первого блока коррекции ошибок, выход коммутатора подключен к второму информационному входу накопителя и к входу шифратора, третий вход коммутатора подключен к третьему выхо,цу блока контроля, к входу элемента НЕ и к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ. выход элемента ИЛИ подключен к четвертому входу регистра, четвертый выход блока контроля подключен к вторым входам первого и второго элементов и, выход элемента НЕ подключен к первому входу триггера, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, второй вход триггера является соответствующим управляющим входом устройства. о Введенные элементы и связи поэволяют производить коррекцию последу-ющего отказа или сбоя элемента памяти в слове после появления первого сбоя элемента памяти и второго отказа или сбоя элемента памяти

при том же числе избыточных разряов .

На фиг. 1 изображена блок-схема запоминающего устройства; на фиг.2блок-схема блока контроля.

Устройство содержит накопитель 1 с входами 2 и 3, коммутатор 4, шифратор 5, выходы б накопителя, блок 7 вычисления синдрома, блок 8 коррекции ошибок, входы 9 блока 10 вычисления синдрома, блок 11 контроля, регистр 12, адресные входы 13, вход 14 регистра 12, выход 15 блока 11 контроля, элемент И 16, элемент И 17, элемейт НЕ 18, триггер 19, управляющий вход 20, выход 21 триггера, выход 22 блока 11 контроля, элемент ИЛИ 23, вход 24 регистра, ыходы 25 и 26 регистра, дешифратор 27, выход 28 блока 10, дешифратор 29, выход 30 дешифратора 27, выход 31 дешифратора 29, блок 32 коррекции ошибок, 5ЫХОДЫ 33 блока 8 коррекции сяиибок, информационные входы 34, информационные выходы 35 и управляющий выход 36.

Блок 11 контроля содержит элемент ИЛИ 37, элементы И 38-40 и последовательно соединенные сумматоры 41 по модулю два.

Единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 37 говорит о наличия ошибки в считываемом слове, т.е. о том, что синдром S не равен нулю (). Единичный сигнал на выходе 22 блока указывает на то, что в слове прокзошла ошибка кратности один () при SfO. Синдром и нулевой сигнал на выходе 22 указывает на появление ошибки кратности два (). Единичный сигнал 1-,а выходе элемента И 39 разрешает выдачу хранимого признака в регистре 12 на выход 26 при опросе слова, содержащего двойную ошибку (), и с хранимым синдомом первой ошибки в регистре 12 (т.е. единичным сигналом на входе 25). Единичный сигнал на выходе элемента И 40 указывает на опрос слова, содержащего единичную ошибку при пустом регистре 12.

Шифратор 5 состоит из сумматоров по модулю два и формирует проверочные символы согласно кодирующей матрице удлиненного кода Хемминга с кодовым расстоянием d k.

Первый 8 и второй 32 блоки коррекции ошибок состоят из корректирующих сумматоров по модулю два, производящих исправление сигналов в ошибочных разрядах слова.

Дешифраторы 27 и 29 определяют по поступающим на их входы синдроам, в каком разряде произошла ошибка. ,

Блок 10 вычисления синдрома состо ит из сумматоров по модулю два для каждого разряда синдрома, поступающего на его входы, и реализует oneрацию суммирования хранимого в регистре 12 синдрома о единичной ошибке с синдромом о двойной ошибке, поступающим с выхода 9 блока 7.

Входы 9, 13, 24 и. 14 регистра 12, предназначенного для хранения признаков , служат соответственно для ввода данных, адресации, разрешения записи и разрешения считывания дайных на выход 26. Выход 25 регистра 12 служит для вывода информации о ненулевом содержа,нии регистра по опрашиваемому адресу в блок 11.

.Устройство работает следующим, образом.

При записи входные информационные данные со входов 34 помещаются через коммутаюр 4 в накопитель 1 и одновременно подаются в шифратор 5, который формирует значения проверочных разрядов удлиненного кода Хемминга. с кодовым расстоянием d k, Вычисленные символы проверочных разрядов помещаются в накопитель вместе со значениями информационных разрядов ..

При чтении выходные данные с вы ходов 6 подаются на блок 7 вычисления синдрома и одновременно на входы

30 блока 8 коррекции ошибок. При нали,чии ошибки ее признак (синдром) вырабатывается на выходах 9 блоком 7. При первоначальном появлении ошибки вычисленный синдром не -равен нулю

35 и имеет нечетный вес, о чем свидетелствует единичный сигнал на выходе 22 блока 11. Кроме того, с регистра 12 снимается нулевой сигнал на первом выходе 25, а блок 11 контроля

40 вырабатывает на выход 14 нулевой сигнал, который запрещает выдачу признака из регистра 12. Тем самым на выход 28 блока 10 вычисления синрома поступает без изменения вычисленный блоком 7 синдром, который д шифрируясь дешифратором 29, производит исправление в блоке 8 коррекции первой появившейся ошибки. Исправленные информационные символы

поступают непосредственно на вторые

входы 33 коммутатора 4 и через блок 32 коррекции без изменения на выход 35 устройства. Одновременно на вход коммутатора 4, на входы элемента И 16, на установочный вход триггера

19 через элемент НИ 18 поступают единичные сигналы с выходов 15 и 22 блока 11 контроля сяиибки, появляющейся только в случае нулевого сигнала на выходе 25 регистра 12 и синдрома с нечетным весом с выхода 9. В результате на выходе элемента ИЛИ 23 появится единичный сигнал, который разрешит запись признака синдрома с выхода 9 в регистр 12, и, кроме

ого, будет происходить перезапись

скорректированной информации в накопитель 1 и установленные на выходе 21 триггера 19 единичного сигнала Затем производится контрольное считывание хранимой информации в накопителе ПС тому же адресу и вычисление синдрома в блоке 7. При этом, если синдром не равен нулю, то на четвертом выходе 22 блока 11 контроля появится единичный сигнал, а на выходе 15 - нулевой сигнал, так как регистр 12 не пуст, указывающие, что произошел отказ элемента памяти в опрашиваемом слове. В результате элементы И 16 и 17 будут закрыты, и на .выходе 24 элемента ИЛИ 23 установится нулевой сигнал, который оставит без изменения хранимый признак в регистре 12. В том случае, есл синдром равен нулю, то на выходах 22 и 15 блока 11 контроля появятся нулевые сигналы, указывающие, -что в опрашиваемом слове произошел сбой элемента памяти. Поскольку на выходе 21 триггера 19 присутствует единичный сигнал, то на выходе элемента И 17 установится единичный сигнал, который, проходя через элемент ИЛИ 23, разрешит запись нулевого син.рома в регистре 12 (установит в нулевое состояние ячейки регистра). таким образом, в регистре 12 хранится только признак (синдром) об отказавшем элементе памяти в опрашиваемом слове.

Если в процессе последующих циклов распознается не нулевой признак четного веса (причем в этом случае безразлично, откаа это или сбой элемента памяти), то это интерпретируется как условие появления двойной сшибки. Если регистр 12 выдает на выход 25 единичный .сигнал, то блок 11 контроля выдает на выход 15 нулевой сигнал, а на выход 14 - единичный сигнал. Тем самым триггер 19 останется в прежнем состоянии (нулевом состоянии) , записи вычисленного синдро ма в регистр 12, перезаписи считываемого слова и стирания хранимого признака не происходит. Одновременно при поступлении единичного сигнала с выхода 14 блока 11 регистр 12 выдает на выход 26 признак первоначального отказа. Этот признак, деиифрируясь дешифратором 27, производит коррекцию сигнала, считываемого с отказавшего элемента памяти. Второй (последующий во времени) отказ или сбой в другом элементе памяти опрашиваемого слова корректируется в блоке 8 сигналом с дешифратора 29. Признак (синдром), поступающий s дешифратор 29, вычисляется блоком 10, где происходит сложение по модулю два хранимого признака в регистре 12 с признаком двойной ошибки, вычисленной в блоке 7.

Если в процессе работы устройства появится одновременно двойная ошибка, то .на выходе 36 прерьвания появится сигнал/ указывающий на это. Сигнал на входе 20 управления сбрасывает и триггер 19 в нулевое состояние при каждом обращении к устрой ству.

Таким образом, предлагаемое устройство выполняет те же функции, что и известное, но более эффективно с точки зрения числа исправляемых ошибок, поскольку в известном устройстве при первоначальном появлении сшибки не делается распознавания: произошел отказ или сбой элемента памяти. Так как вероятность первоначального сбоя элемента памяти в слове намного превосходит отказ элемента памяти, то при первоначальном появлении сбоя элемента памяти признак (синдром) сбивигегося элемента памяти помещается в регистр хранения признаков. При последующих циклах записи информации в это же слово будет храниться правильно, хотя в регистре хранения признаков будет храниться признак сбоя из предьщущих тактов работы устройства. Тем caNHM для правильно хранимого слова, не Имеющего ни одного отказавшего элемента памяти, блоки коррекции могут исправить или один последующий отказ или один сбой в опрашиваемом слове, т.е. практически известное устройств при первона:чальном появлении ошибки из-за сбоя элемента памяти может исправить только один отказ или один сбой элемента памяти в последукяцих тактах работы, как и положено коду с d k,

В предлагаемом же устройстве, поскольку при первоначальном появлении ошибки происходит распознавание ошибки, т.е. происходит отказ или сбой элемента памяти благодаря повторной записи в накопитель скорректированного считываемого слова и повторного вычисления синдрома, занесения признака сшибки из-за сбоя элемента памяти в регистр хранения признаков не происходит. Благодаря этому в последующих циклах работы в предлагаемом устройстве при появлении ошибки из-за сбоя элемента памяти происходи коррекция ошибки, однакй признак вновь не заносится в регистр хранения признаков, а при появлении ошибки из-за отказа элемента памяти признак записывается для хранения в регистр хранения признаков и в последующем используется для нахождения второго (третьего во времени) признака ошибки из-за отказа или сбоя элемента памяти и исправления этой ошибки. В результате этого повышается надежность запом11нающего устройства.

Фиг.1

ЗАПОМИНАКЯЦЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопитель, одни информационные входы которого подключены к выходам шифратора, выходы накопителя подключены к одним входам первого блока коррекции ошибок и к входам первого блока вычисления синдрома, выход которого подключен к первому входу второго блока вычисления синдрома, к первому входу блока контроля и к первому входу регистра, второй вход которого подключен к адресному входу накопителя и является адресным входом устройства, другие входы первого блока коррекции ошибок подключены к выходам первого дешифратора, .входы готорого подключены к выходам второго блока вычисления ;синдрома, второй вход второго блока вычисления синдрома подключен к первому входу регистра и к входу второго дешифратора, выход которого подключен к первому входу вчорого блока коррекции ошибок, второй вход второго блока коррекции ошибок подключен к выходу первого блока коррекции ошибок, а выход второго блока коррекции ошибок является информационным входом устройства, третий вход и второй выход регистра подключены соответственно к первому выходу и второму входу блока контроля, второй выход которого является управляющим выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, триггер и коммутатор, i первый вход которого является инфор(Л мационным входом устройства, второй вход коммутатора подключен к выходу первого блока коррекции ошибок, выход коммутатора подключен к второму информационному входу накопителя и к входу шифратора, третий вход коммутатора подключен к третьему выходу :блока контроля, к входу элемента НЕ и к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к четвертому входу регистра, четвертый выход бло4 ка контроля подключен к вторым входам первого и второго элементов И, N5 :выход элемента НЕ подключен к первому входу триггера, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, второй вход триггера :является соответствующим управляющим входом устройства.

--i

: /

J5

Щ

/

IS II Фиг.1