Сигнатурный анализатор Советский патент 1982 года по МПК G06F11/26 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использоване при наладке, контроле и диагностике сложных цифровых устройств.

Известен сигнатурный анализатор, с помощью которого получают ключевой код (сигнатуру), характеризующий анализируемую двоичную последовательность, и сравнивают его с ключевым кодом последовательности без ошибок. Ключевой код при этом получают как остаток от деления ангшизируемой двоичной последовательности на неприводимый многочлен генератора псевдослучайной последовательности.

Устройство содержит сдвиговый регистр, число разрядов которого определяется максимальной степенью неприводиьюго многочлена и схему сложения по модулю два, выход которой соединен с входом регистра сдвига, а первый вход - с входом устройства, при этом остальные входы схемы сложения по модулю два подключены к выходам соответствующих разрядов регистра сдвига, причем номер разряда, к которому подключается соответствующий вход схемы сложения по модулю два определяется показателем степени соответствующего , члена неприводимого многочлена генератора псевдослучайной последовательности, а выходом устройства являются выходы всех разрядов сдвиэвого регистра ClJОднако в данном устройстве суще- . ствует вероятность пропуска сжшбок

10 нечетной кратности, а также затруднено определение в виде двоичного числа порядкового номера символа анализируемой последовательности, в которсян произошла одиночная сшшбка,

15 так как получаеналй устройством ключевой код (сигнатура) не является двоичной записью порг дкрвого номера символа.

Наиболее близким техническим реше20нием к предлагаемому является сигнатурный анализатор, содержащий двоичный счетчик, который осуществляет подсчет числа переходов двоичных символов анализируемой последователь25ности на противоположные, после чего число переходов, записанное в счетчике, сравнивается с числом переходов двоичной последовательности без ошибок. Если эти числа на совпа30дают, то дается заключение о наличии

ошибок в анализируемой двоичной последовательности.

Устройство обладает высокой верояностью пропуска ошибок. Показано, что вероятность пропуска ошибок в этом устройстве может достигать значения 0,5. Это означает, что в некоторых ситуациях половина ошибок в анализируемой двоичной последовательности может быть не обнаружена.

Цель изобретения - увеличение диагностических возможностей путем обеспечения фиксации всех ошибок нечетной кратности и расширения функциональных возможностей за счет определения порядкового номера искаженного символа/ в котором произошла одиночная ошибка.

Поставленная цель достигается тем что в сигнатурный анализатор, содержщий счетчик, счетный вход которого является синхронизационным входом устройства, в устройство введена группа элементов И и группа триггеров, причем первые входы всех элемен тов Н группы объединены и являются первым информационным входом устройства, выход каждого элемента И группы соединен со счетным входом соответствующего триггера группы, выходы которых образуют группу информациониых выходов устройства, единичный выход каждого разряда счетчика соединен с вторым входом соответствую,щего элемента И группы, нулевой выход старшего разряда счетчика соединен с вторым входом соответствующего элемента И группы, уста.новочный вход устройства соединен с входом R счетчикаИ входами синхронизации всех триггеров группы, информационные входы устройства соединены с входами D соответствующих триггеров группы.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Таблица иллюстрирует процесс обработки анализируемой двоичной последовательности с целью получения ключевого кода.

Устройство содержит п-разрядный двоичный счетчик 1 группу из п+1 элементов И и группу из п+1 триггеров 3, вход 4 синхронизации устройства, причем первые входы элементов И 2 объединены и являются первым мационным входом.5 устройства, групп информационных входов 6, вход 7 йачальной установки устройства выходы элементов И 2 Ьоединены с соответствующими счетными входс1ми Т-триггеров 3, выходы которых являются выходом 8 устройства, вторые входы каждо го из п логических элементов И 2 группы подключены к соответствующим прямым выходам счетчика i, а второй вход П+1-ГО элемента И 2 группы соединен с инверсным выходом п-го paisряда двоичного счетчика 1, счетный вход которого является входом 4 синхронизации устройства, вход 7 начальной установки устройства подключен к входу R счетчика 1 и к входам С триггеров 3, входы D которых являются группой информационных входов 6 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигналом логической единицы, формируемым на входе 7 устройства, в триггеры 3 по входам 6 записывается ключевой код двоичной последовательности без ошибок и устанавливается в исходное (нулевое) состояние счетчик 1. Затем на вход 5 устройства подается анализируемая двоичная последовательность, двоичный счетчик 1 осуществляет счет синхроимпульсовдвоичной последовательности, присваивая тем самым порядковый номер каждому двоичному символу этой последовательности . Кгикдый символ последовательности, равный единице открывает логические элементы И 2, разрешая прохождение кода, соответствующего порядковому номеру этого символа в накапливающий сумматор по модуля два, выполненный на триггерах 3. Таким образом после прихода последнего синхроимпульса последовательности на вход 4 устройства в триггерах 3 хранится результат суммы по модулю два ключевого кода последовательности без ошибок и ключевого кода анаипизируемой последовательности. При этом нулевое состояние всех триггеров 3 означает, что ключевые коды последовательности без ошибок и анализируемой послед5вательности совпадают. Но нулевое состояние хотя бы одного из триггеров 3 указывает на наличие ошибок в анализируемой последовательности. При этом, если число сниибок в первой или второй половине анализируемой последовательности, или в обеих половинах одновременно нечетно то п-й и n+1-й триггеры 3 соответственно устанавливаются в единичное состояние. А если заранее известно, что ошибок не более двух, то по коду kpaнящeмycя в триггерах 3 по модулю 2, можно определить в виде двоичного числа местоположение одиночной ошибки.

В качестве примера в таблице показан процесс анализа двоичной последовательности длины .

Из таблицы видно, что при анализе последовательности без ошибок в триггерах 3 получается нулевой результат А при анализе последовательности с ошибкой в третьем символе результат, полученный в триггерах 3, отличен от нуля и ранне (10011)j(med44)3fo . Рассматриваемое .устройство представляет собой линейную систему, для которой справедлив принцип супер позиции. Из этого принципа следует, .что реакция устройства на сумму нескольких входньос сигналов равна су ме его реакций на каждый сигнал в отдельности. При этом анализируемую двоичную последовательность можно рассматривать как сумму по модулю два последовательности без ошибок X и последовательности ошибок У, состояпогю из нулей для безошибочных символов и единиц - для ошибочных, т.е. . Тогда полученный в триггерах 3 устройства код Ry равен сумм по модулю два ключевых кодов анализируемой последовательности Rj и последовательности без ошибок R, т.е. . В свою oчepeдьJl ключевой Код R,j можно представить как сумму по модулю два ключевого кода последовательности без ошибок RK и ключевых кодов последовательностей одиночных ошибок Ry, т.е. R,4 4 . . . i- Ry . . . где k - крат ность ошибок в ангшизируемой nocrie-довательности Z. Ключевой код , полученный в триггерах 3 устройства можно представить следук |ф1М образом , ©,4®- ,. . ,ея„©- Г - ..Vf При этом ft может быть равно нулю в двух случаях: 1.Если Ry 0, т.е. когда ошибки в последовательности отсутствуют и она совпадает с последовательностью 2.Если Д R.,- 0, т.е. лргда сшшбк в последовательности существуют,- но не обнаруживаются. Допустим, что в последовательност Z содержится только один ошибочный символ. Тогда ключевой код. Ry. полу ченный в триггерах J, имеет вид . При этом Ry О, так как в. противном случае не выполняется поставленное условие о том, что ошибка только одна. Более того, ранее было даказано, что R, взятый по модулю 2, соответствует порядковому номеру ошибочного символа в последовательности Z в двоичной системе счисления. , Для последовательности Z с двумя ошибками R Ry., Но так как ошибки существуют, и их ровно две, то RV-I . R, О, R 0 Следовательно, , т.е. ошибки кратности обнаруживаются. Однако определить местоположение каждой из них в общем случае не представляется возможным. Ошибки нечетной кратности , содержащиеся в последовательности Z, также не дают нулевого результата в Tgnrrepax 3 устройства, т.е. R,, .1 , так как при этом не выполняются условия четности числа еди ниц в исследуемой последовательности по сравнению с последовательностью без ошибок X. Ошибки четной кратности не обнаруживаются если Однак(У вероятность появления комбинаций таких ошибок пренебрежимо мгша. Применение предлагаемого устройства позволяет обнаруживать все ошиб ки нечетной кратности и определить местоположение одиночной ошибки, что существенно сокращает время настройки, отладки и испытаний сложных цифровых устройств и повышает их качество.

Формула изобретения Сигнатурный анализатор, содержащий счетчик, счетный вход которого является синхронизационным входом устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения диагности- 5 ческих возможностей за счет обеспечения фиксации всех ошибок нечетной кратности и расишрения функционгшьных возможностей за счет определения порядкового номера искаженного симво-Ю ла, в котором произошла одиночная ошибка, в устройство введена группа элементов И и группа триггеров, причем первые входы всех элементов И группы объединены и являются первым инфор- 5 мгидаонным входом устройства,выход каж дого элемента И группы соединен со счетнш4 входом соответствующего триггера группы, выходы которых образуют группу информационных выходов устройства, единичный твыход каждого разряда фетчика соединен с вторым входом соответствующего элемента И группы, нулевой выход старшего разряда счетчика соединен с вторым входом соответствующего элемента И группы, установочный вход устройства соединен с входом R счетчика и входами синхронизации всех триггеров группы, информационные входы устройства соединены с входами D соответствующих триггеров группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зарубежная радиоэлектроника, № 1, 1979, с, 53. , :

2.Там же, с. 56-57,(прототип).

/

/t

/«5