Однородная структура с коррекцией ошибок

О П И С,"А" НИ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ь,746527 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 07.07.80 Бюллетень25 по делам изобретеиийи открытий(088.8) Дата опубликования описания 10,07.80 К. К. Ещин, А. К. Заволокин, В. И. Заровский, А. А. Мошков,И. ф. Мусатов, В. И. Рейвер и Е. К. Юферова(54) ОДНОРОДНАЯ СТРУКТУРА С КОРРЕКЦИЕЙ ОШИБОК 1Изобретение относится к цифровой вы,чйслительной технике и может быть использовано для хранения и обработки информации, представленной корректирующим кодом.Известны устройства с коррекцией оши% бокоперирующие с информацией, представленной в корректирутощем коде, содержа - щие подблоки и общие цепи. При этом каждый подблок формирует один выходной сигнал, а общие цепи (цепи питания, синхро 10 низации, управления групповыми передачами информации и тд.) подключены ко всем или к нескольким подблокам Я .Недостатком устройств является срав 15 нительно невысокая надежность и значительная сложность при большом числе разрядов корректирующего кода. Недостаточйая надежнос ть указанных устройств обьясняется тем, что отказ любой общей цепи вызывает появление на выходе ошибок большой кратности, которые не могут быть исправлены за счет корректирующих свойств кода. 2Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является однородная структура в виде прямоугольной матрицы, в узлах которой ра:положе ны цифровые автоматы.1 В указанном устройстве ивформацион ные входы цифрового автомата, находящегося на пересечении 1 -ной строки и-ого столбца, соединены с информационными входами автоматов, расположенных на пересечении (1+1) и (-1) строк сным столбцом, а (+1) и (-1) столбцов - с т -ной строкой. Некоторые информационные входы цифровых автоматов являются входами структуры. Ряд общих цепей описанной структуры связаны со многими или всеми цифровыми автоматами, входацими в матрицу 2Недостатком этой структуры является низкая надежность, обусловленная тем, что отказ в общих цепях синхронизвции, тактирования, настройки или цепей питания приводит к отказу всего устройства.6827ф 3 74Целью изобретения является повышение надежности структуры.Поставленная цель достигается тем, что в однородной структуре с коррекцией ошибок, выполненной в виде прямоуголь- ной матрицы, в узлах которой располакены цифровые автоматы, причем первый, второй, третий, четвертый и пятый информационные входы каждого цифрового автомата, находящегося на пересечении и ной строки и к -.го столбца, соединены с соответствующим входом группы входов усъройства, с первым выходом цифрового ав томата, находящегося на пересечении о -ой строки и Я+1)-го столбца, со втоРым выходом цифрового автомата, находящегося на пересечении о -ой строки и (к)-го столбца, с третьим выходом цифрового автомата, находящегося на пересечении (й-З,)-ой строки с К -ым столбцом, с четвертым вйходом автомата, находящегося на пересечении (о+Я-ой строки с К -ым столбцом, введены корректирующие блоки, число которых равно количеству строк матрицы, причем информационные выходы всех цифровых автоматов каждой строки соединены с соответствующими входами корректирующего блока данНой строки, информациОнные выходы корректирующих блоков являются группой выходов однородной структуры, входы синхронизации, входы питания и настройки каждого цифрового автомата соответствующего столбца соединены с соответствующими ,входами синхронизации, питания и наст ройки однородиой структуры.,Автономное выполнение и описаюое цодключение цепей синхронизаций, настройки и источников вторичного питания Обе спечивает, в случае отказа одной из этих цеюй, либо источника вторичного питания, либо появление отказа только в цифровыхавтоматах соответствующего столбца. Ко личество же столбцов в матрице равно числу разрядов кодового блока применен ного корректирующего кода. Поэтому отказ аппаратуры, общей для одного столб ца цифровых автоматов, приводит к появ лению лишь одноКратнйх Ошибок во всех строках матрицы, которые иснравляютси корректирующими блоКами, Следует отме тить, что общая мощность вторичных источников питания, например не увеличивается, а только распределяется между автономными источникамн питания столб цов матрицы. Мсааость Одного автономного источника питания уменьшается ю ороеВ пропорционально числу столбцов Количество же общих цепей (синхронизации, настройки) оказывается минимальным, удовлетворяющим поставленным условиям.5 Блок сх однородной структуры скоррещией ошибок показана на чертеже.Однородная структура с коррекциейошибок выполнена в виде прямоугольнойматрицы, в узлах которой находятся циф ровые автоматы 1, и содержит цепи синхронизации 2, настройки 3, цепи питания4 и корректирующие блоки 5, Информационные входы 6 цифровых автоматов Х являюжя вхедами однородной структуры, а 15 шины 7 Осуществляют информационнуюсвязь между автоматами внутри матрицы.В ыходы всех цифровых; автоматов 3. соединены связями 8 со входами сООтВетствующих корректирующих блоков 5. Выходы 20 9 корректирующих блоков 5 являются выходами однородной структурыЦифровые автоматы 1 представляют собой одноразрядные ЗУ, состоящие из запоминающей среды, дешифратора, триггера 25 числового регистра и вентиля передачи информации. Каждый столбэц матрицы выполнен в аиде многоразрядного ЗУ с адресным дешифратором, При этом под цифровым автоматом здесь понимается запоми нающая среда одного разряда с триггеромчислового регистра и вентилем передачиинформации, В таком варианте шины 7 моГут отсутствовать. цифровые автоматымогут быть представлены также одним 35 двоичным разрядом табличного арифметического устройства (АУ), состоящего извходных дешифраторов, таблиц преобразоюний инФормации, выходных тригвзров и вентилей передачи информации. В этом случае 40 обязательно наличие вертикальных связей7, горизонтальные связи 7 могут присутствовать в структуре, например при применении последовательного декодирования.В любом случае количество выходов 9 45 каждого корректирукицего блока 5 опре,деляется числом информационных Разрядовкодовой комбинщии записанной в строке, и способом защиты информационныхразрядов от ошибок, характерным для кор ректирушцего блока.Устройство работает следующим образом.Слова, записанные в цифровых автоматах 1, раснщщженных в строках матрицы,55 образуют кодовые комбинации юрректирующего кода. При наличии неисправностиили сбоя в аппаратуре одого из цифровыхавтоматов 3, на связанной с ним соожеь5 7465 /ствующей шине 8 появляется ошибочный . сигнал. Эта ошибка исправляется соответствующим корректирующим блоком 5. Допустимое коли вместно неисправных автома тов 1 в одной строке зависит от корректирующей способности кода и не превышает максимального числа ошибок, исправляемых этим кодом, При наличии нейсп равности в аппаратуре общих цепей 2 и 3 или источника вторичного питания 4 1 о все цифровые автоматы 1 столбца, соотсветствующего отказавшей общей цепи 2 и 3 или отказавшему источнику вторичного питания 4, прекращают работать или работают неправильно. В этом случае на со з ответствующих входах всех корректирую щих блоков, связанных шиной 8 с неисправными цифровыми автоматами, появля-.ется ошибочный сигнал. Зга ошибка исправляется корректирующими блоками 5 и 2 о не отражается на правильности информации, выявившейся на выходах 9.Физико-зкономические преимущества предлагаемой однородной структуры с кор реицией ошибок по сравнению с известньмми заключаются в ее более высокой надежности в условиях отказов общих цепей и источников питания и связапного с ним оборудования, При этом увеличение числа зе цепей синхронизации, настройки и цепей вторичного питания оказывается минимальным, удовлетворяющим поставленным требованиям,Формула изо брете нияОднородная структура с коррекцией ошибок, выполненная в виде прямоуголь ной матрицы, в узлах которой расположе 27 бны цифровые автоматы, причем, первый,второй, третий и четвеРтый информационные входы каждого цифрового автомата,находящегося на пересечении и -ной страки и к -го столбца, соединены с соответствующим входом группы входов устройства, с первым выходом цифрового ав .томата, нщсодящегося на пересечениии-ой строки и (к+3,)-го столбца, со вторым выходом цифрового автомата, находящегося на пересечении о -ой строки и(к-Ц-го столбца, с третьим выходом цифрового автомата, находацегося на пересечении (о)-ой строки с к -ым столбц,ом, с четвертым выходом автомата, находящегося на пересечении (0+1)-ой строки с К-ым столбцом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности структуры, в ее состав введеныкорректирующие блоки, число которых равно количеству строк матрицы, причем,информационные выходы, всех цифровых автоматов каждой строки соединены с сбочЬетствующими входами корректирующего блокаданной строки, ивформационные выходыкорректирующих блоков являются группойвыходов однородной структуры, входы синхронизации, входы питания и настройкикаждого цифрового автомата соответствующего столбца соединены с соответсюующими входами. сижронизации, питания инастройки однородной структуры,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шербаков Н, С. Самэкоррекярующиеся дискретные устройства. М., фМашиностроениеф, 1975, с. 130, рис. 54.2. Прантишвили И. В. Однородные мик,роэлектронные ассоциативные процессоры.М., фСоветское радиоф, 1973, с. 165176, рис, 5.4 а (прототип).740527 Составитель И. СигаловРедактор М. Недолуженко Техред Л. Теслюк Корректо акаэ 4104 Л.8 Тираж ЦНИИПИ Государственно йо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р51 Подписнокомитета СССРи открытийаушская цаб д, 4/5" "филиал ППП Патенж, г. Ужгород,тная,