Устройство для коррекции двойных и обнаружения тройных ошибок

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ДВОЙ -НЫХ И ОБНАРУЖЕНИЯ ТРОЙНЫХ ОШИБОК(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано дпя построениявысокодостоверных оперативных запоминающихустройств и систем повышенного обьема информации на основе попупроводниковых БИС памяти динамического и статического типов. Целью изобетения является упрощение устройства и повышениедостоверности его работы. Поставленная цель доГ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам стигается тем, что в устройство, содержащее входной регистр, блок формирования контрольных разрядов, блок формирования синдромов, блок формирования флагов ошибок блок декодирования синдромов и блок корректора, введены: в блок формирования контрольных разрядов формирователь двух контрольных разрядов, в блок формирования синдромов - генератор двухразрядных синдромов, в блок формирования флагов - упреждающий формирователь флагов Г 1 Е 7, в блок декодирования синдромов - дешифратор синдромов двойной ошибки и в блок коррекции - селектор корректора и из состава устройства исключен узел постоянной памяти как внешний дополнительный декодер. 3 ил.УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ДВОЙНЫХ И ОБНАРУжениЯ тРОЙных ОшиБОк, содержащее входной регистр, блок формирования контрольных разрядов, состоящий из формирователей контрольных разрядов первой и второй проверочных матриц, блок формирования синдромов, состоящий из генераторов синдромов первой и второй проверочных матриц, блок формирования 10 флагов ошибок, состоящий из формирователя флага отсутствия ошибки, блок декодирования синдромов, состоящий из дешифраторов синдромов первой и второй проверочных матриц, и блок коррекции, 15 состоящий из корректора, причем выходы первой группы входного регистра соединены с входами формирователей контрольных разрядов первой и второй проверочных матриц и входами первой 20 группы корректора, выходы которого являются информационными выходами первой группы устройства, информационными входами первой и второй групп которого являются входы первой и объединенных 25 второй и третьей групп входного регистра, выходы второй и третьей групп которого подключены к входам первых групп генераторов синдромов первой и второй проверочных матриц, входы вторых групп которых соединены соответственно с выходами формирователей контрольных разрядов первой и второй проверочных матриц и являются инфорлдционными выходами второй группы устройства, управляющим входом которого являются входы чтения /записи формирователя флага отсутствия ошибки и генераторов синдромов первой и второй проверочных матриц, выходы по следних из которых соединены с входами дешифраторов синдромов первой и второй проверочных матриц и входали форлирователя флага отсутствия ошибки, выход последнего из которых является первым 45 управляющим выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения достоверности его работы за счет исключения блока постоянной памяти, д блок формирования конт рольных разрядов введен формирователь двух контрольных разрядов, в блок формирования синдромов введен генератор двухразрядных синдромов, в блок формирования флагов ошибок введен упреждающий формирователь флагов Г 1,Г 7, в блок декодирования синдромов введен дешифратор синдромов двойной ошибки, в блок коррекции введен селектор корректора, причем выходы формирователей контрольных разрядов первой и второй проверочных матриц подключены к входам первой и, второй групп формирователя двух контрольных разрядов, выходы которого соединены с информационными выходами второй группы устройства и входами первой группы генератора двукразрядных синдромов, входы второй группы которого подключены к выходам четвертой группы входного регистра, входы четвертой группы которого являются информационными входами третьей группы устройства, управляющий вход которого соединен с входом чтения/записи генератора двухразрядных синдромов, выходы которого подключены к информационным входам первой группы упреждающего формирователя флагов Г 1 Г 7, управляющие входы которого соединены с первыми управляющими выходами дешифраторов первой и второй проверочных матриц, информационные выходы которых соединены с информационными входами первой и второй групп селектора корректора, первый, второй и третий управляющие входы которого соединены с первым, вторым и третьим управляющими выходами упреждающего формирователя флагов Г 1 Г 7, информационные входы второй группы которого соединены с выходами генераторов синдромов первой и второй проверочных матриц, с второго по восьмой управляющие выходы упреждающего формирователя флагов Г 1 Г 7 являются соответственно с второго по восьмой управляющими выходами устройства, вторые управляющие выходы дешифраторов синдромов первой и второй проверочных матриц соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора синдромов двойной ошибки. выходы которого подключены к информационным входам третьей группы селектора корректора, выходы которого соединены с входами второй группы корректора.Изобретение относится к области цифровой вычислительной технике и может быть использовано для построения оперативных запоминающих устройств и систем (ОЗУ и ОЗС) повышенного объема информации на основе полупроводниковых микросхем памяти статического и, в особенности динамического типов,Известны схемы, устройства, например прибор ОР 8400 фирмы Яеп 1 сопбостог Согр, осуществляющие коррекцию двойных ошибок при одном упрощающем допущении, учитывающем специфику и особенности ошибок, Конкретно, в таких устройствах при двух и более ошибках в слове в сочетании с корректирующим кодом реализуется метод двойного инвертирования, накладывающий следующее ограничение: в считываемом из ОЗУ слове не должно быть более одного случайного сбоя или кратковременной ошибки (зо 11 еггог) при всех других устойчивых сбоях или постоянных ошибках (пагдеггог), Таким образом, в качестве недостатков таких устройств отмечается то, что задача коррекции двойной ошибки реализуется для отдельных частных случаев и приводит к ухудшению быстродействия ОЗУ в 3-4 раза,Ниже приводятся характеристики аналога и прототипа предполагаемого изобретения, реализующих соответственно с помощью корректирующих кодов БОУЗАЧОУДХУРИ-ХОКВИНГЕМА (БЧХ) и ХЕММИНГА исправление двухкратных ошибок и обнаружения тройных без наложения ограничений на тип ошибок (11 агд или зот 1) в считываемом слове. Математической основой устройства коррекции является избыточный циклический код БЧХ размерностью (15, 7) с использованием образующего полинома виС а:6 = (Х + Х + 1) (Х + Х + Х + Х + 1). Проверочная матрица Н имеет размерность 15 х 9, при этом девятый контрольный разряд (Р), соответствующий дополнительной проверке на четность, служит для обнаружения трехкратнойошибки, Синдром ошибки определяется выражением;Яо31Я 2,5 зЯ= Я 4 =Н Ю,55)7,,Явгде Н - 15-разнядное слово;Р 1 СоС 1 С 7, Оо 06 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство состоит, если рассматривать его в крупноблочном плане, иэ кодирующего блока, включающее в себя 9 сумматоров по модулю 2, формирующих контрольные разряды и синдромы в соответствии с Н-матрицей; декодирующего блока, включающего в себя ПЗУ с входным адресным дешифратором и двумя выходными дешифраторами, дешифрирующим 4- разрядное содержимое частей А и В; набора схем И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ и корректора - 15- разрядной схемы сложения по модулю 2. Номер отказавшего разряда определяется с помощью ПЗУ, адресом которого является 8-разрядный синдром ошибки. В ПЗУ записываются двоичные коды номеров отказавших разрядов считанного слова. Если синдром равен одному из столбцов Н-матрицы (исключая разряд Р), то в группе разрядов А записан адрес искаженого разряда, а в группе разрядов В - нули. При двухраэрядной ошибке синдром равен сумме соответствующих столбцов Н-матрицы и в обеих группах записаны адреса неисправных разрядов, Число адресов ПЗУ находится в прямой зависимости от разрядности ОЗУ и числа контрольных разрядов (г) по закону А =2Недостатками приведенного аналога являются:в каждом цикле работы ОЗУ в процесс дешифрации синдромов включается ПЗУ, что приводит соответственно к снижению быстродействия ОЗУ одинаково как при сложном характере ошибки, так и при ее отсутствии;при разрядности слова К1 необходимое количество слов ПЗУ составит несколько тыс, (г)-разрядных слов, что обострит проблему достоверности (правдоподобия) коррекции или (о) приведет к значительному усложнению функциональной организации работы устройства;математическая основа построения корректирующих кодов - выбор образующего многочлена и построение проверочной матрицы Н, выполнена применительно к 7- разрядному слову, поэтому практическая реализация устройства для случаев наиболее распространенных значений разрядности К =- 8, 16, 32 буяет существенно затруднена иэ-за переработки структуры устройства;функциональная особенность - считанная информация Р,СоС 7,0 о 06 передается на выходной каскад без коррекции как для случая невозможности коррекции - флаг соггес 1 оп гпрозЫееггос - так и при отсутствии ошибки беэ выработки соответствующего флага, 20014532001453 Ьг Составитель В, ШишкТекред М Моргентал рректор Н. Король Редактор Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб, 4/510 Наиболее близким по технической сущности к данному предполагаемому изобретению является система контроля и коррекции двойных ошибок, Математической основой построения корректирующих кодов системы является одним иэ модифицироваванных кодов Хэмминга, выраженный двумя проверочными матрицами Н 1,2 размерностью 16 х 6 и имеющими вид:Разряды ИЧС111111012345678901234500111111011101110 Разря 010110101111 ды Н =1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 2 синдро 01100001111010113 маоди 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 4 ночной 11101110100011105 ош, В системе для получения результирующего синдрома матрицы компонуются так, что над первой проверочной матрицей (ППМ) располагается вторая проверочная матрица (ВПМ) со сдвигом влево на один бит. Результирующая матрица 16 х 12 известна как матрица Нельсона, Поскольку названная матрица, как математическая основа, будет использована в предлагаемом техническом решении ее свойства будут описаны ниже,Структурный состав системы коррекции двух ошибок, возникающих в виде случайных независимых сбоев в 16-разрядном слове, считываемом иэ ОЗУ, в основном определяется; двумя устройствами типа ОР 8400, программируемым ПЗУ емкостью 4 К байт и управляемым 8-разрядным регистром, получающим информацию из ППЗУ, Первое устройство ОР 8400 обеспечивает 6 младших разрядов синдромного слова в соответствии с ППМ, второе ОР 8400 - 6 старших разрядов синдромного слова в соответствии с ВПМ. Адресом для ПЗУ является полное синдромное слово, состоящее из 12 разрядов. Содержимое 8-разрядного слова ППЗУ в зависимости от суммарного 12-разрядного синдрома определяет взаимообусловленные составляющие: тип ошибки, управляющую информацию и, в необходимых случаях, 6- разрядное синдромное слово, Две последние составляющие требуют дополнительного пояснения. Управляющей информацией может быть указание о процедуре коррекции, Например, для случая двойной ошибки - одна в информационной части слова (ИСЧ), другая в контрольном разряде ВПМ - значения лог."1" в 6 и 7 разрядах ППЗУ означают, что коррекция ИЧС производится первым устройством ОР 8400. Процедура коррекции обозначается 5 20 25 30 35 40 45 50 55"0 - равэ соггестаЫе", что оэна ает коррекция осуществляетея на 1-й ступени эа одинэтап, т,е. на уровне одного иэ устройств безвнешней инъекции синдромного слова иэуправляемого регистра в устройство ОР8400. Далее, значения лог."0" в 6 и 7 разрядах ППЗУ означают, что для случая двойнойошибки в информационной части слова коррекция осуществляется за два этапа с одноразовой внешней инъекцией синдромаоднобитной ошибки из управляемого регистра в одно иэ устройств ОР 8400. Такаяпроцедура коррекции обозначается "опе -раээсогестаЫе".Основные недостатки контрольно-коррекционной системы определяются еесложной функциональной организацией:а) в процесс декодирования синдромоввне зависимости от сложности (кратности) иособенностей ошибок включается постоянная память сравнительно большого объема,ошибки которой снижают достоверностькоррекции информации;б) многоступенчатость декодированиясиндрома и коррекции для случая двойнойошибки в ИЧС; устройство ОР 8400 (выработка синдрома ошибки и ее признаков) -ППЗУ как внешний декодирующий узел(получение внешнего синдрома однобитнойошибки, входящей в двойную ошибку) - ОР8400 (прием внешнего синдрома, получениесиндромов двух однобитных ошибок, двухэтапная их коррекция);в) применение сложной программы обработки информации (ОС 16 АВОМ. ВАЯ);г) система не позволяет различить случаи;двойной ошибки в ИЧС итройной ошибки - одна в ИЧС и по одной в контрольных разрядах ППМ и ВПМ. Всамом деле, например синдромные слова;0,5 6,11101000 110110100111 110101не соответствуют однозначно ни кратностиошибки, ни локализации ее в слове, Первое(второе) синдромное слово с одной сторонысоответствует двойной ошибке в 0 (0) и в 5(10) битах ИЧС, с другой - трехкратнойошибке - одной в 10 (5) бите ИСЧ и двум - в3 (3) ППМ и 10(10) ВПМ контрольных разрядов,Целью изобретения является упрощение устройства и повышение достоверностиего работы,Указанная цель достигается тем, что вустройстве коррекции двойных и обнаружения тройных ошибок, включающем входнойрегистр данных, блок формирования контрольных разрядов, блок формирования син 2001453драмов, блок формирования флагов ошибок, блок декодирования синдромов и блок коррекции, причем блок формирования контрольных разрядов состоит из формирователей контрольных разрядов первой проверочной матрицы и второй иповерочной матрицы, входы которых соединены с первой группой выходов входного регистра, а выходы формирователей подсоединены к первой группе выходов устройства и соответственно к первой и второй группа входов блока формирования синдромов, содержащего генераторы синдромов первой проверочной матрицы и второй проверочной матрицы, входы которых подключены соответственно к выходам второй и третьей групп входного регистра, входы ЧТ (ЗП) подключены к управляющему входу устройства, а выходы обоих генераторов - к входам первой и второй групп блока формирования флагов ошибок, содержащего формирователь флага "0" (отсутствие ошибки), вход ЧТ (ЗП) которой подключен к управляющему входу устройства, а выход подсоединен к первому управляющему выходу устройства, блок дешифрации синдромов состоит из дешифраторов синдромов первой проверочной матрицы и второй проверочной матрицы, входы которых соединены с выходами блока формирования синдромов, а выходы - к входам первой и второй групп блока коррекции, содержащего корректор, входы первой группы которого подсоединены к первой группе выходов входного регистра, а выходы соединены с информационными выходами устройства, из состава устройства исключен блок постоянной памяти, в блок формирования контрольных разрядов дополнительно введен формирователь двух контрольных разрядов, в блок формирования синдромов - генератор двухразрядных синдромов, в блок формирования флагов ошибок - упреждающий формирователь флагов 1 - 7, в блок декодирования синдромов - дешифратор синдромов двойной ошибки, в блок коррекции - селектор коррекции, причем первая и вторая группы входов формирователя двух контрольных разрядов подсоединены соответственно к выходам формирователей контрольных разрядов первой и второй контрольных матриц, а выходы - к первой группе входов генератора двухразрядных синдромов, вторая группа входов которого подключена к четвертой группе выходов входного регистра, а выходы - к третьей группе входов упреждающего формирователя флагов ошибок, четвертая группа входов которого соединена с первым и вторым управляющими выходами дешифраторов 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 первой и второй проверочных матриц, а первый. второй и третий управляющие выходы подсоединены соответственно к первому, второму и третьему управляющим входам селектора коррекции, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой управляющие выходы - к одноименным управляющим выходам устройства, входы дешифратора двойных ошибок подсоединены к третьему и четвертому управляющим выходам дешифраторов синдромов первой и второй проверочных матриц, а выходы которого - к третьей группе входов селектора коррекции, выходы которого подсоединены ко второй группе входов корректора.Заявляемое решение соответствует критерию "существенные отличия", поскольку оно представляет собой новую совокупность признаков как сочетание известных признаков и нового технического свойства, Это новое техническое свойство заключается в том, что у предлагаемого устройства появляются упрощающие его структуру и улучшающие функциональную организацию воэможности, а именно;исключение из состава устройства постоянной памяти, являющейся дополнительным источником ошибок, упрощает его структуру, так как, кроме нее, из структуры исключаются и технические средства, минимизирующие влияние постоянной памяти на ранг(кратность) ошибки или осуществляющие автоматическое прерывание функционирования;благодаря исключению постоянной памяти из устройства и введению упреждающего формирователя флагов ошибок, дешифратора синдромов двойной ошибки и селектора коррекции существенно упрощается алгоритм его функционирования: декодирование синдрома двойной ошибки и ее исправление осуществляется автоматически и одномоментно. без "расщепления" его на две составляющие - синдромы одиночных ошибок и поочередности их коррекции, и беэ дополнительных обращений к ОЗУ;улучшается функциональная органиэация устройства и повышается его быстродействие благодаря введению упрежда ощего формирователя флагов ошибок, так как флаги формируются ускоренно не по результатам окончательного декодирования синдромов, а по их виду(числу единиц и его четности);благодаря введению в состав устройства формирователя двух контрольных разрядов (четности суммы контрольных разрядов ППМ и ВПМ) и генератора двухразрядных синдромов, а так же благодаря упреждающему формирователю флагов осуществляет 2001453 10ся раскрытие неопределенности ошибки типа "двойная ОШ. или тройная ОШ",На фиг 1 представлена проверочная матрица Нельсона; на фиг.2 - графически очерченные совокупности синдромов для одиночных, двойных и тройных ошибок; на фиг.З - 16 значащих 6-разрядных кодовых комбинаций синдромов одиночных ошибок и 31 кодовая комбинация для двойных ошибок; на фиг,4 и 5 - структурная схема устройства коррекции двойных и обнаружения тройных ошибок; на фиг.6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 - функциональные схемы входного регистра РВ, блока формирования синдромов БФС, узла упреждающего формирования флагов УУФФ, блока декодирования синдромов БДС и блока корректора БК(ввиду тривиальности построения блока формирования контрольных разрядов БФКР его функциональная схема не представляется); на фиг,13 - функциональная схема счетчика единиц в 6-разрядном синдроме ( 1),Как уже было отмечено, математической основой построения устройства коррекции двойных и обнаружения тройных ошибок принята матрица Нельсона, представленная на фиг,1, которая состоит из двух частей, именуемых в дальнейшем матрицами ППМ и ВПМ. Контрольные разряды Ко.,.Кь для ППМ и КбК 1 для ВПМ, составляющие контрольную часть слова (КЧС), формируются сложением по глоб 2 тех разрядов ИЧС соответствующей строки, в которых наличествуют единицы. ИЧС содержит 16, а КЧС - 12 разрядов. Синдромное слово (в дальнейшем именуется "синдром") С = С + С, как результат одиночной ошибки в одном из 16 разрядов, определяется соответствующими столбцами ППМ и ВПМ,С = С, С.С 5 и С = Сб, СтС 1, Синдромы двойных и тройных (и большей кратности) ошибок в ИЧС и КЧС определяются сложением по щоб 2 синдромов "С" соответствующих столбцов матрицы Нельсона и синдром ошибок в КК, поэтому являются производными от них и обозначаются С = С + С Применительно к изобретению в табл.1 и на фиг.2 представлены результаты анализа и классификации синдромов, полученные авторами, в зависимости от кратности ошибок и их дислокации в ячейках памяти, соответствующих ИЧС и КЧС. Синдромы С, С и С, С сгруппированы в конечные множества и изображены графически в виде кругов. Каждое из множеств может быть представлено матрицей размерности(6 + 6) х и, 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 где и - число, указанное в круге. Например, для двухкратной и трехкратной ошибок вида 1 (см, табл,1) п соответственно равноСы = 120 и См =560.В качестве основного показателя при систематизации синдромов ошибок, представлены в табл.1, с целью более оптимальной организации процесса их декодирования выбрано число содержащихся в синдромах единиц, т.е, массовая их характеристика.На фиг,2 числитель и знаменатель дроби соответственно обозначают число единиц в 6 разрядах С (С) и С (С), Перекрывающиеся части очерченных областей синдромов ошибок разной кратности образуют неопределенности - неоднозначности типа ошибки (на фиг,2 они обозначены номерами 1, 2 и 3), которые подлежат раскрытию, что необходимо для распознавания тройных и коррекции двойных ошибок с высокой степенью достоверности. Касающиеся круги синдромов одиночной и тройной ошибок вида 1 не требуют раскрытия, так как, хотя их показатели (3/3. 5/5, 3/5 и 5/3) одинаковы, но синдромы отличаются конкретным кодовым содержанием, Это - важнейшее свойство матрицы Нельсона, которое очевидно определяется компоновкой кодовых комбинаций в матрице и избыточностью,Из фиг.4 видно. что из 26 кодовых комбинаций, имеющих 3 или 5 единиц, используются только 16, Другим важным свойством матрицы Нельсона является то, что каждая иэ 120 - 12-разрядных кодовых комбинаций производной от нее матрицы синдромов двойной ошибки вида 1, уникальна и содержит в разрядах Со,СБ и СвС четное число единиц(2, 4 или 6), а производная матрица образуется иэ 120 х 2 - 6-разрядных кодовых комбинаций, среди которых отличающихся 31 комбинация (см. фиг,З), При этом выполняется условие: в каждом столбце производной матрицы кодовые комбинации (СС 5) Ф(СбС 1). Таким образом, приведенные материалы анализа синдромов ошибок различной кратности (табл,1, фиг.2) позволяют сделать вывод о возможности реализации устройства коррекции одиночных, двойных и распознавания тройных ошибок с высокой достоверностью при выполнении условия раскрытия неоп ределенностей вида ошибок (двойная - тройная),Предлагаемое устройство содержит: Входной регистр РВ 1, Предназначен для приема, хранения и передачи информации из (в) ОЗУ.Блок формирования контрольных разрядов БФКР 2, содержащий формирователимым флагами Е 2 Г 6, и становится трех- или четырехкратной. Флаг Е 6 индицирует трехкратные ошибки, в составе которых не менее одной ошибки в ИЧС, Флаги Е 6 и Г 7 должны восприниматься как отказ ОЗУ или как сигнал на прерывание. При флаге Е 5 ИЧС вне 55 контрольных разрядов КОКб первой проверочной матрицы ФКРП 5, Кб К 11 второй проверочной матрицы Ф КРВ 6 и формировательдвух контрольных разрядов К 12, К 1 з ФКРК 7,Каждый из формирователей ФКРП и ФКРВ 5представляет собой 6 сумматоров по п 1 об 2.формирующих контрольные разряды в соответствии с фиг.1, Формирователь ФКРК -два сумматора по тоб 2, образующие контрольные разряды К 12 и К 1 з из контрольных 10разрядов КО.Кб и КбК 11 соответственно,получаемых из считанной или записываемойИЧС,Блок формирования синдромов БФС 4,содержащий генераторы синдромов Со,Сб 15первой проверочной матрицы ГСП 8, СбС 11второй проверочной матрицы ГСВ 9 и генератор синдромов С 12, С 1 з ГСК 10, Каждый изгенераторов синдромов ГСП 8 и ГСВ 9 представляют собой 6-разрядный сумматор попарно-одноименного суммирования по аос2 Ко К 5 с Ко " К 5 и Вб" К 11 с Кб К 11 , аГСК 10 2-разрядный сумматор по глод 2 К 12с К 12 сч и К 1 з с К 1 зсч, где индекс сч означает,что контрольные разряды передаются из регистра РВ 1, как КЧС, считанного из ОЗУ,Блок формирования флагов УУФФ 11,состоящий из формирователя флага ГО (отсутствие ошибки) СФО 12 и упреждающегоформирователя флагов Е 1 Е 7 типа ошибок 30СУФ 13 (см. фиг.2). Схема СУФ 13, используятолько часть информации о 12-раэрядныхсиндромах, а именно их массовую характеристику и ее четность, убыстряет формирование флагов Е 1 Г 7, используемых в 35качестве управляющих сигналов для блокадекодирования синдромов. "Быстрое" формирование флагов обеспечивает подачу внужной временной фазе управляющих сигналов в блок декодирования синдромов, не 40задерживая вынужденно процесс декодирования, который начинается одновременно свыработкой флагов. Формирование флаговопределяется числом единиц в синдромах С(СО) и С (С ) и четностью этого числа, а 45раскрытие неопределенностей в типе (кратности) ошибок и соответственно флагахЕ 2 Г 6 используются двухраэрядные синдромы (С 12+ С 1 з), что иллюстрируется табл.2.Флаг Е 7 формируется схемой СУФ 13 50при наличии дополнительной ошибки в однОм из контрольных раэрядОв К 12 или К 1 з,при этом кратность общей ошибки возрастает на 1 по отношению к ошибкам, выражаезависимости от кратности ошибок может быть использована, так как ошибки связаны только с КЧС. Флаги Г 1 Г 7 используются внешним вычислительным устройством для накопления статических данных о характере и интенсивности отказов и сбоев в ОЗУ.Блок декодирования синдромов БДС 14, содержащий дешифраторы синдромов по ППМ и ВПМ ДСП 15 и ДСП 16, а также дешифратор синдромов двойной ошибки ДСДО 17. При считывании ДСП 15 и ДСВ 16 распознают значащие кодовые комбинации (фиг.З) по ППМ и ВПМ и в случае одиночной ошибки вида 1 совместно с УУФФ формируют флаг Е 1 (переводят признак одиночной ошибки во флаг), а корректируемый разряд определяется по ППМ ДСП 15, В случае двойной ошибки вида 2 в зависимости от флагов Г 2 и ГЗ корректируемый разряд в ИЧС определяется по ППМ или ВПМ соответственно ДСП 15 или ДСВ 16, При двойной ошибке вида 1 (флаг Г 4) первые ступени дешифраторов ДСП 15 и ДСВ 16 совместно с дешифратором ДСДО 17 определяют местоположение двух корректируемых разрядов ИЧС,Блок корректора БКЗ содержит селектор корректора СК 18 и собственно корректор К 19. Селектор корректора СК принимает по трем направлениям - от ДСП 15, ДСВ 16 или ДСДО 17 - лог."1" в зависимости от управляющих сигналов Е 1 Е 2, ГЗ или Е 4 на один или два входа из 16 возможных. Корректор К 19 представляет собой 16-разрядный сумматор попарного сложения по гпоб 2 и производит коррекцию в соответствующем одном или двух разрядах ИЧС,Рассмотрим работу предлагаемого устройства. Устройство работает в двух режимах, связанных с записью и считыванием информации в (иэ) ОЗУ,Режим ЗАПИСЬ (ЗП). Из внешнего источника информации по шине 20 подается ИЧС во входной регистр РВ 1 устройства, с выхода которого информация ДОД 15 по ши не 21 поступает в блок формирования контрольных разрядов БФКР 2 и в узел К 19 блока корректора БК 3. Поскольку в режиме ЗП по шине 22, по 16 ее связям, соединяющим выходы селектора корректора СК 18 с соответствующими входами собственно корректора К 19, поступают только лог."0", то передаваемая из РВ 1 для записи ИЧС (До "Д 15) проходит через сумматор корректора К 19 беэ изменения на выход устройства. КЧС, предназначенная для записи вместе с ИЧС, формируется в БФКР 2, В результате, от формирователей контрольных разрядов ФКРП 5. ФКРВ 6 и ФКРК 7, соответственно по шинам 23, 24 и 25, образующим общуюшину 26, передаются на выход устройства значения контрольных разрядов КК, К 6 К 11 и Ки, К 1 з, При этом в режиме записи на управляющий вход устройства ЧТ (ЗП) через связь 27 подается лог."0", что не позволяет инициировать процесс формирования синдромов в БФС 4 и флага в УУФФ 11,Режим ЧТЕНИЕ (ЧТ.), При чтении информации, в отличие от режима ЗАПИСИ, в функционирование вводятся все блоки устройства, по связи 27 на управляющий вход устройства поступает сигнал лог, "1", ИЧС (До.Дь) из регистра РВ 1, как и при ЗП, поступает по шине 21 в блок БФКР 2, иэ которого по шинам 23, 24 и 25 сформированные контрольные разряды Ко К 1 з подаются в блок БФС 4. Скопированная на регистр РВ 1 по шинам 28 и 29 считанная КЧС (Ко К 1 з) также поступает в БФС 4 по шинам 30 и 31. В результате попарного суммирования по гпод 2 одноименных разрядов КоК)з и Ко К 1 з" генераторы синдромов ГС 1, ГС 2 и ГС 3 формируют синдромы ССь, СгСи С 2, Сз, которые соответственно по шинам 32, 33 и 34 передаются в упреждающий формирователь флагов УУФФ 13 и по шинам 32 и 33 - в блок декодирования синдромов БДС 14. В случае отсутствия ошибки флаг (РО) или если она (они) произошла в контрольном разряде, то ИЧС по шине 21 проходит через выходной каскад корректора 19 без изменения и по шине 38 поступает на информационные входы устройства,В случае одиночной ошибки вида 1 или двойной вида 2 расшифрованное местоположение в ИЧС ошибочного разряда воспринимается селектором корректора СК 18 в виде лог."1" от ДСП 15 или ДСВ 16 по одной из 16 связей, соответственно, шин 35 или 36 в зависимости от флага (Г 1 Р 2) или РЗ, В случае двойной ошибки вида 1 две лог,"1" от ДСДО 17 по двум связям шины 37 поступают на селектор СК 18, управляемым флагом Г 4.В случае двойной ошибки вида 1 две лог."1" от ДСДО 17 по двум связям иэ 16 шины 37 поступают на селектор корректора СК 18, управляемый флагом Р 4, Одна или две лог."1" с выхода СК 18 в зависимости от рассмотренных выше случаев поступают по одной или двум соответствующим связям шины 22 на вход собственно корректора К 19. где происходит их сложение по пагод 2 с информационными разрядами поступающими из РВ 1 по шине 21. В результате с выхода блока коррекции БК 3 скорректированная посредством инвертирования информация поступает на информационные выходы устройстваВ качестве примера конкретного выполнения предлагаемого устройства по структурной схеме фиг,4 и 5 приведены функциональные схемы фиг.6-13, его блоков и составляющих, Номера шин и связей между составляющими устройства на структурных схемах фиг.4 и 5 перенесены теми же на функциональные схемы, Кроме того, рассмотрена возможность воплощения приведенных схем устройства в виде БИС на основе базового матричного кристалла по КМОП - технологии БМК 1537 ХМ 1 в планарном корпусе типа "Малыш", Ниже кратко описываются основные особенности построения, структурный состав блоков устройства (кроме БФКР и БФС), а также на основании этого приводятся в табл.б результаты расчета числа базовых ячеек БМК, расходуемых на все составляющие устройства.1. Входной регистр РВ 1 фиг,6,Регистр состоит иэ двух частей; первой - для хранения 16 разрядной ИЧС и второй - для хранения 14-разрядной КЧС; выполняется на триггерах типа Д, При записи разрешающий сигнал (Ч 1) подается только на первую часть РВ 1, а при считывании разрешающий сигнал подается и на вторую часть (Ч 2),2. Блок формирования флагов УУФФ 11 (фи г.8).Функциональное назначение УУФФ 11 подробно описано в разделе описания устройства,Формирователь флага О. СФО 12 выполняется на 13-входовом элементе И, упреждающий формирователь флагов Р .Р 7 СУФ 13 состоит из двух сумматоров единиц в 6-разрядных синдромах С (С) и С (С ), и из порядка десяти комбинаторных схем; двух-, трехвходовых элементов И и И-ИЛИ,Схема сумматора единиц Х 1 - (функциональная схема фиг.13) выполняется примерно на 10 комбинаторных схемах типа двух-, трех-, четырехвходовых элементов И и ИИЛИ и двух-, трехвходовых схем сложения п о п о г 2.Функциональное назначение выходов сумматора Х 1 приведено в табл.3.3. Блок декодирования синдромов БДС 14 (фиг.9 10 и 11) структурно состоит иэ трех 50 узлов: дешифратора синдромов по ППМ ДСП 15, дешифратора синдромов по ВПМ ДСВ 16 и дешифратора синдромов двойной ошибки 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ДСДО 17. Функциональное назначение узлов приведено в разделе описания устройства. В состав узла ДСП 15(фиг.9) входят двухи четырехвходовые дешифраторы, ДС 43 и ДС 44 соответственно двух и четырех разрядов синдрома С 1, селектора 16-значащих ко2001453 15 16 Таблица 1 довых комбинаций (из 25 возможных) и 16- входовой схемы ИЛИ, По структурному составу узел ДСВ 16 (фиг,9) идентичен ДСП 15 и отличается лишь разводкой соединений между дешифраторами (ДС) и селектором (ЯЕ 1 ).Узел ДСДО 17 является двухступенчатым дешифратором синдромов двойной ошибки (вида 1), в качестве первых ступеней его используются дешифраторы ДС 43 и ДС 44 узлов ДСП 15 и ДСВ 16.Вторая ступень ДСДО 17 состоит из двух селекторов (фиг,10) СЛ 45 и СЛ 46 31 кодовой комбинации, 120 элементов 2 И и 16- и 15- входовых схем ИЛИ. Соединение выходов СЛ 45 и СЛ 46 со входами схем 2 И производится в соответствии с табл.4, а соединение 120 выходов схем 2 И с входами 16 схем ИЛИ - в соответствии с табл.5.4. Блок корректора БК 3 (фиг,12) структурно состоит из селектора СК 18 и корректора К 19, Селектор СК 18 выполняется на 16 элементах ЗИ 2 - ИЛИ, а корректор К 19 - на 16 двухвходовых элементах сложения по проб 2.Реализация предложенного технического решения в виде одной БИС, выполненной например по КМОП-технологии, позволяет проводить построение высоконадежных ОЗУ повышенной емкости (более 16 Мбайт) для суперЭВМ, Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения, в сравнении с прототипом. заключаются в следующем:1. Упрощение структурной и функциональной органиэации устройства:а) исключение из его состава постоянной памяти, являющейся источником дополнительных ошибок, и технических средств. минимизирующих ее влияние на ранг (кратность) ошибок;б) благодаря исключению постоянной памяти из состава устройства и введению узла упреждающего формирования флаговошибок (УУФФ) декодирование синдромовдвойной ошибки и ее исправление осущест 5 вляется автоматически и одномоментно, без"расщепления" их на две составляющие -два синдрома одиночных ошибок, и поочередности их коррекции эа несколько этапов;2. Как следствие перечисленного в п.1:10 а) процесс обнаружения и коррекцииошибок не требует специальной программыобработки поступающей информации и реализуется аппаратными средствами с помощью управляющих сигналов от схемы15 управления ОЗУ и флагов ошибок узлаУУФФ;б) повышается быстродействие устройства, так как флаги формируются ускоренноне по результатам окончательного декодиро 20 вания синдромов, как это делается в прототипе. а по их виду (числу единиц и егочетности),3, Повышение достоверности распознавания и коррекции ошибок благодаря введе 25 нию в состав устройства дополнительногоформирователя двух контрольных разрядов,генератора двухразрядных синдромов и узла упреждающего формирования флаговошибок, так как их функционирование в со 30 ставе устройства обеспечивает раскрытиенеопределенностей типа "Двойная ош, илиТройная ош.".4, Расширение разрядности ИЧС от 16до 32. 48, 64 и т,д. реализуется соответству 35 ющим увеличением числа предлагаемых устройств, из расчета одно устройство на 16разрядов.