Устройство для коррекции ошибок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11 4 06 Г 11/18, Н 05 К 10/ ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСПО ДЕЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Е.Г,Лещенк ка Япон11/00,льство СССРГ 11/18) 1982 ОИИБО О яется пощение за- Устройст 1, конт- коммутань рекцию мую ко аждой анной ошибок поуппе, образои второй групп ф рехразыходамио блокного бл вой основнконтро7 ил. ыхо 1ом вт ок управх всех Ю(57) Целью изобретения явл вышенйе надежности и сокра трат на коррекцию ошибок, во содержит основной блок рольные блоки 2 и 3, блоки ции 4, узлы контроля 5, бл ления 6. Сигналы на выхода подблоков коммутации удовлетворяюттрем контрольным соотношениям, проверяемым узлами контроля. Выходы основного блока разбиты на две группы,каждая из которых имеет контрольныйсигнал по модулю два, Формируемыйпервым контрольным блоком, второйконтрольный блок формирует векторконтрольных сигналов, равный поразрядной сумме сигналов первой и второйгрупп основного блока и сигналов перного контрольного блока, Такая организация контроля обеспечивает приординарном потоке отказов независи 1 13524Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может)быть использовано для построения надежных цифровых устройств.Целью изобретения является повышение надежности и сокращение затратна коррекцию ошибок.На фиг, 1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - Функциональная схема подблока коммутации;на фиг. 3 - функциональная схемаузла управления коммутацией; на Фиг.4 - функциональная схема блока управления; на фиг. 5 - функциональнаясхема ключа; на фиг. 6 - временныедиаграммы работы блока управления,на фиг. 7 - схема реализации основного блока и первого и второго контрольных блоков. 20Устройство (фиг. 1) содержит основной блок 1,первый контрольный блок,2, второй контрольный блок 3 блоки 4 коммутации, (ь = 1, К т 1),где 2 К - число выходов основного блока, с первого по третий узлы контроля (УК) 5. (х = 1,3), блок 6 управления. Устройство содержит также информационный вход 7, входы приемапервого строба 8, сигнала начальной З 0установки 9, второго строба 10, первые 14 и вторые 15 информационные выходы, контрольный выход 17. Основнойблок 1 имеет первую 11 и вторую 12,группы выходов= 1,К, первый контрольный блок 2, первый 11 с и второйкф 112контрольные выходы, второй контк+брольный блок 3, контрольные выходы13, ( = 1,К+1). Подблоки коммутацииимеют контрольные выходы 16, а блок 40управления - контрольные входы КЗ иК 4 и управляющие выходы 1.1-13. Узлыконтроля реализованы в виде сумматоров по модулю два на (К+1) вход.Блок 4. коммутации (фиг. 2) содержит с первого по третий ключи 20-22,элементы 23-25 неравнозначнасти, сумматор 26 по модулю два и узел 27 управления коммутацией (УУК), имеющий спервого по третий управляющие выходы28; (1 = 1,3). Узел 27 управления коммутацией(фиг, 3) содержит элементы. И-НЕ 3133, триггеры 34-36,56Блок 6 управления (фиг, 4) содержит группу из трех элементов И 37,элемент НЕ 38, элемент ИЛИ 39 и Втриггер 40,90 2Ключи 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 воэможности используемого в устройстве метода защиты от ошибок. Выходы устройства с независимой реализацией выходных функций разбиваются на две группы А = (а а , , а) и В =(Ь, Ъ,Ь), вводятся первый контрольйый блок 2, реализующий функции1:К 1.К а,=,Е а; (спой), Ь = Ь;(тос 12)1:1 )и 1и второй контрольный блок 3, реализующий функции С, = а Ю Ь, 1 ь Г, Кт 1)1.1 и )ьВ этом случае С= С;(шод 2).1 и 1В результате имеются три контрольныхсоотношения для всего устройства1 Ц КР 1К 1 =1 т а. (шос 12);к 1 1;и К+1К 2 =Ь; (шос 12);1 к 11. ККЗ =С;(шод 2).Известны устройства, в которых данный метод защиты от ошибки позволяет исправлять одиночные ошибки в каждом слове. В данном устройствеиспользуется еще одно контрольное соотношение К 4 = а О+ Ь; О+ с , что при учете ординарности потока отказов позволяет исправлять одиночные ошибки в каждой группе выходова., Ь с, (1 = 1,К+1).При обнаружении отказа в блоке, формирующем сигнал, последний заменяется на сигнал Ъ; О+ с;(а; О+ с ), что позволяет исправить ошибку и сохранить условия выполнения контрольных соотношений К 1-КЗ. При появлении отказа в следующей группе аналогично заменяется ошибочный сигнал и восстанавливается контрольное соотношение, в которое данный сигнал входит. При появлении второго отказа в группе воэможность замены ошибочного сигнала отсутствует, но данная ошибка обнаруживается нарушением двух из трех контрольных соотношений К 1 - КЗ.3 135249Устройство работает следующим образом.По сигналу начальной установки производится установка в исходное сос 5 тояние 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 подклю - чают выходы первого контрольного блока 2.По первому стробу С 1 входные сигна лы поступают на основной и контроль- ный блоки. В случае отсутствия ошибок управляющие сигналы К 1-КЗ равны нулю поэтому никаких переключений подблоков коммутатора не производится, 25 а по спаду второго строба С 2 производится выдача выходных сигналов на выход устройства.В случае появления отказа в основном блоке 1, вызывавшем ошибку в од- З 0 ном из сигналов первой группы, ошибка вызывает нарушение контрольной суммы К 1. По стробу С 2 контрольные сум-мы выдаются на блоки 4 коммутации. Управляющий сигнал принимается толь- ко подблоком, у которого нарушена контрольная сумма К 4, Блок 4 фиксирует отказ к своему первому информационному выходу выход функции Ь О+ с,. В результате к спаду строба С 2 соотношение К 1 восстанавливается (К 1 = О) и по спаду С 2 производится выдача выходных сигналов, Если же в устройствах, подключенных к данному подблоку 4, возник второй отказ, то 45 никаких переключений не производится, соответствующие контрольные соотношения остаются нарушенными (равны единице). По спаду строба С 2 блок 6 управления фиксирует отказ и формирует контрольный 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 1, Ъ . и с, .(вхо.ды 11;, 12; и 13; соответственно). Элементы 23-25 формируют сигналы 04а. О+ с., "., О+ Ь;, Ь; О+ с Сумматор126 по модулю два формирует контрольную сумму К 4Узел управления коммутацией выявляет совпадение единич -ных сигналов К 1-КЗ и сигнала К 4,риксирует отказ и вьщает управляюций сигнал П 1-ПЗ для переключениясоответствующего ключа.Отметим, что после срабатыванияодного из триггеров узла 27 конт -рольная сумма К 4 всегда будет равнанулю (при исправном подблоке коммутации). Действительно, К 4 = а О+= О, что защищает подблок в дальнейшем от ложных срабатываний.На фиг. 6 приведена временная диаграмма работы блока 6. При отсутствии ошибок в выходной информации навходах К 1-КЗ формируются нулевые сигналы при поступлении синхросигнала С 2.Пусть появился отказ в блоке 14,1формирования сигнала, Тогда к моменту поступления сигнала С 2 на выходеК 1 устанавливается единичный сигнал.По сигналу С 2 на выходе 11 формируется единичный сигнал, который, поступая на блок 4; коммутации, вызывает подключение выхода 14 на формирователь сигнала Ь. Д+ с В результате контрольное соотношение на входе К 1 восстанавливается. По спадусигнала С 2 цикл работы блоков заканчивается, Если в дальнейшем возникнет ошибка на выходе 16., то в состояние " 1" установятся сигналы навходах К 1 и КЗ. По сигналу С 2 на выходе блока 6 управления формируютсясигналы. Поскольку в этом случае никаких переключений в блоке 4 не про 1изводится, то сигналы К 1 и КЗ не снимаются до спада сигнала С 2, По спадусигнала С 2 устанавливается в "1"триггер 40, фиксируя на выходе 17 блока 6 управления единичный сигнал отказа устройства,Пример реализации блоков 1-3. Допустим, что имеется устройство с выходными функциями у = х, Л х у г = =х Ч х у =х Лх у =х Д+21 2 Ф 1 О+ х, Для определения выходных функций контрольных блоков 2 и 3 все множество выходов разбивается на два подмножества А и В, где а, Е А и Ъ, = у. Далее в соответствии с при 1352490 6веденными выше формулами значениявсех контрольных функций следующие: а, О+а, Ъ, О+Ъ, аО+ Ъ, а О+Ъ ;о, О х, и х хЛ а Я аз = х сс,хЪ х л х На фиг. 7 приведена Функциональ О ная схема блоков 1-3, устройства, построенного на комбинационных схемах (элементы 45-52). Предполагается, что число выходов основного блока должно быть четным. В противном слу чае необходимо дополнить количест- - во выходов до четного, например реализовав одну функцию основного блока дважды. 20изобретения Формула 1Устройство для коррекции ошибок, содержащее блоки коммутации, входы начальной установки которых подключены к соответствующему входу устройства, а первые информационные выходы подключены к первым информационным выходам устройства и к входам первого узла контроля, о т л и ч а ю - . ЗО 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, первый и второйинформационные 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 третьегоузла контроля, выходы узлов контроляподключены к соответствующим контрольным входам блока управления, входы начальной установки и приема второго строба которого подключены ксоответствующим входам устройства,а первый, второй и третий управляющиевыходы - к соответствующим управляющим входам коммутации, контрольныйвыход - к контрольному выходу устройства. 2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е ес я тем, что каждый блок коммутации содержит с первого 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 неравноэначности, 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 - соответственнок 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 установки которого подключены к соответствующим входам блока, а с первого по третий управляющие выходы - к управляющим входам одноименных ключей.1352490 Составитель В.Максимктор Ю.Середа Техред М.Ходанич рректор Л.Пилипен 5567/49 Тираж 671ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 113035, Москва, Б, Раушская н Подписно к 4/ оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород," ул, Проектная, 4