Устройство для коррекции ошибок Советский патент 1987 года по МПК G06F11/18 H05K10/00 

11352А90

Изобретение относится к вычислиэлэл

тельной технике и автоматике и может быть использовано для построения надежных цифровых устройств.

Целью изобретения является повышение надежности и сокращение затрат на коррекцию ошибок,

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема подблока коммутации; на фиг. 3 - функциональная схема узла управления коммутацией; на фиг. 4 - функциональная схема блока управления; на фиг. 5 - функциональная схема ключа; на фиг. 6 - временные диаграммы работы блока управления; на фиг. 7 - схема реализации основного блока и первого и второго контрольных блоков.

Устройство (фиг. 1) содержит основной блок 1,первый контрольный блок .2, второй контрольный блок 3, бло- ки 4 коммутации, (i 1, К + 1), где 2К - число выходов основного бло- ка, с первого по третий узлы контроля (УК) 5. (i 1,3), блок 6 управления. Устройство содержит также информационный вход 7, входы приема первого строба 8, сигнала начальной установки 9, второго строба 10, первые 14 и вторые 15 информационные выходы, контрольный выход 17. Основной

Известны устройства, в которых данный метод защиты от ошибки позвоблок 1 имеет первую 11j и вторую 12. группы выходов i 1,К, первый конт- ,, ляет исправлять одиночные ошибки в рольный блок 2, первьй 11 | и второй каждом слове. В данном устройстве 12 контрольные выходы, второй контрольный блок 3, контрольные выходы

используется еще одно контрольное

соотношение К4 а.

Ь.

что

, :У Ь. . 4i/ - ,

при учете ординарности потока отказов 40 позволяет исправлять одиночные ошибки в каждой группе выходов

а., Ь., с.

(i : 1,К+1).

13 (i 1,К+1). Подблоки коммутации имеют Контрольные выходы 16, а блок управления - контрольные входы КЗ и К4 и управляющие выходы 1.1-13. Узлы контроля реализованы в виде сумматоров по модулю два на (К+1) вход.

Блок 4. коммутации (фиг. 2) содер- д При обнаружении отказа в блоке, жйт с первого по третий ключи 20-22, формирующем сипнал, последний заме- элементы 23-25 неравнозначности, сум- няется на сигнал bj ©С;(а;©с), матор 26 по модулю два и узел 27 уп- то позволяет исправить ошибку и равления коммутацией (УУК), имеющий с сохранить условия выполнения контроль- первого по третий управляющие выходы ных соотношений К1-КЗ. При появлении

отказа в следующей группе аналогично заменяется ошибочный сигнал и восстанавливается контрольное сротноше.28; (i 1,3).

Узел 27 управления коммутацией (фиг. 3) содержит элементы. И-НЕ 31- 33, триггеры 34-36.

Блок 6 управления (фиг. 4) содержит группу из трех элементов И 37, элемент НЕ 38, элемент ИЛИ 39 и D- триггер 40.

ние, в которое данный сигнал входит. появлении второго отказа в группе возможность замены ошибочного сигнала отсутствует, но данная ошибка обнаруживается нарушением двух из трех контрольных соотношений К1 - КЗ.

Ключи 20-22 (фиг. 5) содержат элементы И 41 и 42, элемент НЕ 43, элемент ИЛИ 44.

Работа устройства основана на ординарности потока отказов, что позволяет расширить корректирующие возможности используемого в устройстве метода защиты от ошибок. Выходы уст- ройства с независимой реализацией выходных функций разбиваются на две

группы А (а, а,..., а)иВ

(Ь, bj,..., b),вводятся первый

контрольный блок 2,реализующий функции

1.К

а a;(mod), b Z b,.(mod2)

- I .

и второй контрольный блок 3, реализую- щий функции С ,- а . © b; (i 1, К+1) .

В этом случае С. SIlC,-(mod2).

В результате имеются три контрольных соотношения для всего устройства

l :R4;1

К1 ZIa.(mod2);

сК-и

К2 21Ь; (mod2);

i.

КЗ Ci(mod2).

1 1

Известны устройства, в которых данный метод защиты от ошибки позволяет исправлять одиночные ошибки в каждом слове. В данном устройстве

ляет исправлять одиночные ошибки в каждом слове. В данном устройстве

используется еще одно контрольное

ляет исправлять одиночные ошибки в каждом слове. В данном устройстве

соотношение К4 а.

Ь.

что

, :У Ь. . 4i/ - ,

при учете ординарности потока отказов позволяет исправлять одиночные ошибки в каждой группе выходов

а., Ь., с.

(i : 1,К+1).

ние, в которое данный сигнал входит. появлении второго отказа в группе возможность замены ошибочного сигнала отсутствует, но данная ошибка обнаруживается нарушением двух из трех контрольных соотношений К1 - КЗ.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу начальной установки производится установка в исходное состояние всех элементов памяти основного 1 и контрольных 2 и 3 блоков, блоков 4 коммутации и блока 6 управления При Этом блоки 4 коммутации подключают к первым информационным выходам 14 первой группы выходов основного блока 1, а к вторым информационным выходам 15 - вторую, группу выходов основного блока 1, к контрольным выходам - выходы второго контрольно- го блока 3, к информационным выходам (К+1)-го подблока коммутации подключают выходы первого контрольного блока 2.

По первому стробу С1 входные сигна-20 грамма работы блока 6. При отсутст

лы поступают на основной и контрольный блоки, В случае отсутствия ошибо управляющие сигналы К1-КЗ равны нулю поэтому никаких переключений подблоков коммутатора не производится, а по спаду второго строба С2 производится вьщача выходных сигналов на выход устройства.

В случае появления отказа в основном блоке 1, вызывавшем ошибку в од- ном из сигналов первой группы, ощиб- ка вызывает нарушение контрольной суммы К1. По стробу С2 контрольные сум- мы выдаются на блоки 4 коммутации. Управляющий сигнал принимается только подблоком, у которого нарушена . контрольная сумма К4. Блок 4 фиксирует отказ к своему первому информационному выходу выход функции Ь © @С . В результате к спаду строба С2 соотношение К1 восстанавливается (К1 0) и по спаду С2 производится вьщача выходных сигналов. Если же в устройствах, подключенных к данному подблоку 4, возник второй отказ, то никаких переключений не производится соответствующие контрольные соотношения остаются нарушенными (равны единице). По спаду строба С2 блок 6 управления фиксирует отказ и формирует контрольньш сигнал на выходе 17. Работа устройства заканчивается

Подблок коммутатора (фиг. 2) работает следующим образом.

После начальной установки к выходам 14., 15- и 16. подключены соответственно шины а, Ъ . и с. .(вхо- .ды 11, и 13- соответственно). Элементы 23-25 формируют сигналы

а. ® с. , ; . © Ь,- , b . Ш с. . Сумматор 26 по модулю два формирует контрольную сумму К4. Узел управления коммутацией выявляет совпадение единичных сигналов К1-КЗ и сигнала К4, |)иксирует отказ и выдает управляю- ций сигнал П1-ПЗ для переключения соответствующего ключа.

Отметим, что после срабатывания одного из триггеров узла 27 контрольная сумма К4 всегда будет равна нулю (при исправном подблоке коммутации) . Действительно, К4 а. © + Ь; ©С; после замены а- Ь- ©с.

имеет вид К4 (b.©c)@b.©c. 1 1 1

О, что защищает подблок в дальнейшем от ложных срабатываний.

На фиг. 6 приведена временная диа5

о

ВИИ ошибок в выходной информации на входах К1-КЗ формируются нулевые сигналы при поступлении синхросигнала С2, Пусть появился отказ в блоке 14. .

5 формирования сигнала. Тогда к моменту поступления сигнала С2 на выходе К1 устанавливается единичный сигнал. По сигналу С2 на выходе 11 формируется единичный сигнал, который, поступая на блок 4; коммутации, вызывает подключение выхода 14.. на формирователь сигнала Ь. (+)с. . В результате .контрольное соотношение на входе К1 восстанавливается. По спаду сигнала С2 цикл работы блоков заканчивается. Если в дальнейшем возникнет ошибка на выходе 16. , то в состояние 1 установятся сигналы на входах К1 и КЗ. По сигналу С2 на выQ ходе блока 6 управления формируются сигналы. Поскольку в этом случае никаких переключений в блоке 4 не производится, то сигналы К1 и КЗ не снимаются до спада сигнала С2. По спаду

g сигнала С2 устанавливается в 1

триггер 40, фиксируя на выходе 17 блока 6 управления единичньй сигнал отказа устройства.

Пример реализации блоков 1-3. Допустим, что имеется устройство с выходными функциями у X л Хп 2

X.. V X

2

3

XT л Xj,

УА -

© Xj. Для определения выходных функций контрольных блоков 2 и 3 все множество выходов разбивается на два подмножества А и В, где а,- Л и

-У1 ,

у,

2

у

2

Ь е В и ь у.

Далее в соответствии с приведенными вьппе формулами значения всех контрольных функций следующие:

а х, @ х Ь, ® Ь X, л X а, ©Ь,

- а, ® Ь,

Ci ® Cj

х л X,;

2 7

а

X,;

bj х л Xj.

На фиг. 7 приведена функциональ- 10 нал схема блоков 1-3, устройства, построенного на комбинационньк схемах . (элементы 45-52). Предполагается, что число выходов основного блока должно быть четным. В противном слу- 15

чае :необходимо дополнить количест

во выходов до четного, например реализовав одну функцию основного блока дважды.

20 Формула изобретения

1 . Устройство для коррекции ошибок, содержащее блоки коммутации, входы начальной установки которых подклю- 5 чены к соответствующему входу устройства, а первые информационные выходы подключены к первым информационным выходам устройства и к входам первого узла контроля, отличаю-. 30 щ е е с я тем, что , с целью повышения надежности и сокращения затрат на коррекцию ошибок, введены второй и третий узлы контроля и блок управления, причем первые информационные 35 входы блоков коммутации подключены к соответствующим выходам первой группы выходов основного блока, а вторые информационные входы - к соответствующим выходам второй группы выходов 40 (Основного блока, первьй и второй информационные входы соответствующего блока коммутации подключены к первому и второму выходам соответственно первого контрольного блока, контрольные , 45 входы всех блоков коммутации подключены к соответствующим выходам второго контрольного блока, вторые информационные выходы - к вторым информационным выходам устройства и к входам второго узла контроля, а контрольные выходы - к входам третьего узла контроля, выходы узлов контроля подключены к соответствующим конт-. рольным входам блока управления, входы начальной установки и приема второго строба которого подключены к соответствующим входам устройства, а первый, второй и третий управляющие выходы - к соответствующим управляющим входам коммутации, контрольный выход - к контрольному выходу устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый блок коммутации содержит с перво го по третий ключи и элементы неравнозначности, сумматор по модулю два и узел управления коммутацией, причем первый информационный вход блока подключен к первым входам первого ключа, первого и второго элементов неравнозначности, второй информационный вход подключен к первым входам второго ключа и третьего элемента неравнозначности и к второму входу второго элемента неравнозначности, контрольный вход подключен к первому входу третьего ключа и к вторым входам первого и третьего элементов неравнозначности, вторые входы первого, второго и третьего ключей подключены к выходам третьего, первого и второго элементов неравнозначности соответственно, а выходы - соответственно к первому, второму информационным выходам и контрольному выходу блока, а также к входам сумматора по модулю два, выход которого подключен к входу разрешения записи узла управления коммутацией, с первого по третий управляющие входы и вход начальной ус- (Тановки которого подключены к соот- ветствую1цим входам блока, а с первого по третий управляющие выходы - к управляющим входам одноимённых ключей.

q}us.3

mfffiCi)

4/

/в(Г9.30) о

Ш

., т}

28(гв2,2вз}

(риг 5

С2

Л / 2 /VJ

// вш, Г2 BbfX. 1Ъ

Вы, Г

фиг.7.

Составитель В.Максимов Редактор Ю. Серед а Техред М.Ходанич Корректор Л,.Пилипенко

Заказ .5567/49 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.., д. 4/5

Производственно

-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

фиг. 6

Целью изобретения является повышение надежности и сокращение затрат на коррекцию ошибок. Устройство содержит основной блок 1, контрольные блоки 2 и 3, блоки коммутации 4, узлы контроля 5, блок управления 6. Сигналы на выходах всех подблоков коммутации удовлетворяют трем контрольным соотношениям, проверяемым узлами контроля. Выходы основного блока разбиты на две группы, каждая из которых имеет контрольный сигнал по модулю два, формируемый первым контрольным блоком, второй контрольный блок формирует вектор контр ольных сигналов, равный поразрядной сумме сигналов первой и второй групп основного блока и сигналов первого контрольного блока. Такая организация контроля обеспечивает при ординарном потоке отказов независимую коррекцию одиночных ошибок по каждой трехразрядной группе, образованной выходами первой и второй групп основного блока и выходом второго контрольного блока. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. ш (Л ОО СП tc N4 СО о