Устройство для записи и воспроизведения информации из блоков оперативной памяти с коррекцией ошибки

О П И С А Н И Е в 1974410ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 25. 11.77 (2 ) 254673 9/18-24 с присоединением заявки ле 3 Ьеударотеенный квинтет СССР но делам изобретений н открытий.6 ( 088.8) Дата опубликования описания 15.1 182(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯИНФОРМАЦИИ ИЗ БЛОКОВ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИС КОРРЕКБИЕЙ ОШИБКИ 1Изобретение относится к запоминаю-щим устройствам.Известно устройство для записи и воспроизведения информации из блоков оперативной памяти с коррекцией ошибки построенное на специально разработанныхморфических элементах, выходы которыхимеют три логических состояпия причемобласть применения этих специальных элементов ограничена. В случае обнаружения одиночной ошибки выполняется ее кор 1 Орекция 1.1 ,Недостатком этого устройства является невысокая скорость работы,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство содержащее селек 15тор входной информации, вход которогоподключен к первому информационномувходу устройства, а выход - к первомувходу генератора синдромов, выход которого соединен со входом регистра паритета, выход которого подключен к первому входу 5 лока коррекции паритета, дешифратор ошибки, пенный вход которого 2соединен со входом маркеров записи устройства, а выход - с первым входом блока коррекции входной информации, вторым входом блока коррекции паритета, регистр адреса, первый информационный и контрольный входы которого подключены к адресному входу устройства, второй информационный вход регистра адреса подключен ко входу маркеров записи устройства, а информационный выход - к первому входу схемы сравнения коитрольного кода Хэмминга выход которой соединен с первым входом блока коррекции контрольного кода Хэмминга, второй вход блока коррекции входной информации подключен ко второму информационному вхо ду устройства, а выход - к третьему информационному входу регистра адреса, второй контрольный вход которого соединен с выходом блока коррекции паритета, генератор паритета и схему сравнения пари тета2 3.Недостатком этого устройства является отсутстве воемжцостц опцовр чц3 9744 ной трансляции информации из двух модулей памяти, имеющих автономное управление. Это устройство позволяет лишь последовательно отрабатывать операции сначала с одним модулем памяти, а потом с другим и проводить лишь частичный контроль при операции селективной байтовой записи.Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности работы устрой О ства,Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены элементы И,регистр синдромов, схема сравнения синд ромов, блок коррекции псевдоэталонногокода, селектор паритета, буферный регистр,селектор псевдоэталонного кода, вход которого соединен с первым контрольнымвходом устройства, а выход - со вторым 20входом генератора синдромов, выход которого подключен к первому входу схемысравнения синдромов и ко входу регистрасиндромов, выход которого подключен ковторому входу схемы сравнения синцромов, ко второму входу лешифрвтора ошиб.ки и к первому входу первого элементаИ, второй вход которого подключен к выходу дешифратора ошибки, а выход - ковторому входу блока коррекции контроль- ЗОного кода Хэммингв, выход которого подключен к первому контрольному входу буферного регистра, первый вход блока коррекции псевдоэталонного кода соединен свыходом дешифратора ошибки, второй - сконтрольным входом устройства, а выходс первым входом второго элемента И,второй вход которого подключен ко входуЧтение" устройства, а выход - ко второму входу схемы сравнения контрольного кода Хэмминга, третий вход которойподключен к выходу селектора паритета,первый вход которого подключен к выходу блока коррекции паритета, второй в код - к ,выходу генератора паритета, вход которо го соединен с информационным выходом буферного регистра, первый вход .схемы сравнения паритета подключен к выходу селектора паритета, второй вход ее подключен к контрольному выходу регистра50 адреса, информационный выход которого .соединен с первым информационным входом буферного регистра, второй информационный вход которого соединен с выходом блока. коррекции входной информации, вто. рой контрольный вход буферного регист 55 ра подключен к выходу схемы сравнения контрольного кода Хэмминга, а третий вход - к выходу дешифратора ошибки. 10 4, На чертеже представлена блок-схемаустройства для записи и воспроизведения, информации из блоков оперативной памя-.ти с коррекцией ошибки.Устройство содержит регистр входнойинформации 1, селектор псевдоэталонногокода Хэмминга 2, селектор входной информаци 3, блок коррекции входной информации 4, генератор синдромов 5, блоккоррекции псевдоэталонного кода (Хэмминга) 6, регистр паритета 7, регистрсиндромов 8, генератор паритета 9, второй элемент И 10, блок коррекции паритета 11, дешифратор ошибки 12, схемусравнения синдромов 13, элемент И 14,селектор паритета 15, схему сравненияконтрольного кода Хэммингв 16, схемусравнения паритетов 17, блок коррекцииконтрольного кода Хэмминга 18, регистрадреса (скорректированной информации)19, буферный регистр (записываемой ийформации) 20. Устройство имеет входпрочитанной из оперативной памяти информации 21, вход записываемой информациив память 22, вход маркеров записи 23устройства, вход команды "Чтение" 24устройства, выход скорректированной информации 25 устройства, выход записываемой информации 26 устройства. В соответствии с хранимой информацией регистрвходной информации разделяется нв блоки д (информационный) и С (контрольныйхранит код Хэмминга), регистр скорректированной информации разделяется наблоки д и Р (контрольный, хранит кодпаритета), регистр записываемой информации разделяется на блоки д и С,Генератор кода Хэмминга состоит изэлементов, реализующих функцию сложенияпо модулю 2. Для 64 информационных битов генератор вырабатывает 8 сумм помодулю 2. Генератор синдромов представляет собой К (К - число символов кодаХэмминга) двухвходовых элементов, реализующих функцию сложения по модулю2 символов кода Хэмминга, прочитанныхиз памяти с соответствующими символами кода Хэмминга, выработанными генератором кода Хэмминга. На чертеже генератор кода Хэмминга и генератор синдромов показаны одним функциональнымблоком, названным генератором синдромов 5,Блок коррекции входной информациипредставляет собой п 1 двухвходовых элементов, реализующих функцию сложенияпо модулю 2 (где д - число информационных битов сообщения), Каждый элементскладывает информационный бит с соот5 9744ветствуюшим сигналом, выработанным дешифратором ошибки, указывающим наошибку в этом бите,Устройство работает следуюшим образом. 5В оперативной памяти хранится инфор-мация совместно с контрольным кодом1 Хэмминга. Во время операции Чтение"из памяти информация с сопровождаюшимее кодом Хэмминга поступает через вход21 и записывается в регистр входной информации 1 соответственно в блоки 3 иС регистра. Записанная в регистр 1 ин,формация поступает через селектор 3 на,вход генератора синдромов 5, туда жечерез селектор 2 поступает прочитанный,иэ памяти код Хэмминга, В генераторесиндромов вырабатывается код Хэмминга прочитанной иэ памяти информации ирезультат сравнения этого кода с кодом 20Хэмминга, прочитанного иэ памяти.Результат сравнения, называемый синдром, записывается в регистр синдромов8. Ненулевое значение синдрома характеризует наличие ошибки в сообщении, Кроме того, генератор синдромов вырабаты вает паритеты байтов прочитанной из памяти информации, которая запоминаетсяна регистре паритетов 7. Синдромные биты декодируются дешифратором ошибок ЭО1 2, Сигнал ошибки определяет действительный ошибочный бит и инвертирует егопосредством блока коррекции входной информации 4, связанного с каждым битом.Обнаружение дешифратором 12 четногочисла активизированных синдромных битов указывает на некорректируемую ошибку. При исправлении однобитной ошибкиисправляется также и паритет байта посредством блока коррекции паритета 11.Скорректированные паритеты и информациязаписываются соответственно в блоки Ри О регистра скорректированной информации 19, Параллельно с вышеописаннойпроцедурой исправления одиночной ошибки выполняются следуюшие контрольныедействия,После записи синдромов в регистр 8селектор 3 подключает на вход генератора 5 информационный блок д регистра1 с кольцевым сдвигом на г /2 байтов(где и - обшее число информационныхбайтов, прочитанных из оперативной памяти),Аналогично селектор 2 подключает навход генератора 5 блок С регистра 1 сЯкольцевым сдвигом на К/2 битов (гдеК - число разрядов кода Хэмминга, прочитанных иэ оперативной памяти),10 6Кодирование матрицы кода Хэммингаосуществляется таким образом, что при подаче на вход генератора 5 одной и той же информаш 1 и и разрядов кода Хэмминга прямо и с кольцевым сдвигом, синдромы получаются различным путем. Обору дование генератора, задействованное для генерации битов 50, 51, 52, 53, 54, 5, 56, 57 при прямой подаче информации и кода Хэмминга на вход генератора, генерирует соответственно биты 54, 55, 56 57, 50, 51 52, 53.при подаче той же информации и кода Хэмминга с кольцевым сдвигом.Результаты обеих генераций должны совпадать, если соответствуюшее оборудование функционирует правильно.Сравнение результата генераций осуществляется в блоке сравнения синдромов 13. Скорректированная информация, записанная в регистр 19, поступает иа первый вход контрольной схемы сравнения 16. На третий вход через селектор 15 поступает скорректированный побайтный паритет сообщения. На второй вход через второй элемент И 10 из регистра 1 под управлением команды "Чтение" поступает псевдоэталонный код Хэмминга, который в случае ошибки в С - бите подвергается коррекция в блоке коррекции 6. Псевдоэталонный код Хэмминга, прочитанный из памяти, мы называем потому, что в нем возможны ошибки. Не- сравнение псевдоэталонного кода Хэм минга, поступаюшего из блока коррекции 6 и кода Хэмминга, образованного в контрольной схеме сравнения 16, указывает на логическую ошибку в аппаратуре,Таким образом, во время операции чтения контрольный блок сравнения выполняет функцию генератора синдромов,В схеме сравнения паритетов 17 проверяется правильность записи скорректированных паритетов в блок Р регистра ,19 и правильность поступления их иа вход контрольногр блока сравнения через селектор 15.При операции полной записи информация и сопровождаюшие ее паритеты поступают на вход 22 и записываются соответственно в блоки д и Р регистра 19. С выхода регистра 19 содержимое блока д перезаписывается в блок Ы регистра 20, Записанная в блок д регистра 20. информация поступает на генератор паритетов 9, Выработанные генератором 9 паритеты через селектор 15 подаются на третий вход контрольной схемы сравнения 16. На первый вход блока поступаЗатем производится подключение навторой вход контрольной схемы сравнения через второй элемент И 10 содержимого блока С регистра записываемойинформации 20, и контрольный блок соавнения проверяет правильность присвоенного кода. Хэмминга для скомпанованнойи скорректированной информации, Активизированный выход блока сравнения свидетельствует о логической ошибке,Предлагаемое устройство позволяетодновременно транслировать обращение почтению и записи к различным по модулямпамяти и автономным управлением, такимобразом, вдвое увеличивая быстродействиепо сравнению с прототипом. Прн этом обеспечивается полный сквозной контроль оборудования адаптера как при чтении, таки при записи, чем повышаетгя належнк тьработы как самого устройства, так и к: нтрольной аппаратуры,79744ют необходимые для образования кодаХэммннга информационные биты с регистра 19, на второй вход информация не поступает, так как на время операции записи второй элемент И 10 блокируется. 5Таким образом, во время операцииполной записи контрольная схема сравнения выступает в роли генератора кодаХэмминга, Образованный в контрольнойсхеме сравнения 16 код Хэмминга, минуя блок коррекции 18 записывается вблок С регистра 20. Образованные гене- ,ратором 9 паритеты сравниваются в схемесравнения 17 с содержимым блока Р регистра 19, В устройстве операцииЧтениемфи "Запись,могут выполняться одновремено для различных модулей оперативной памяти, имеющих автономное управление,т. е. с одним модулем памяти, инициируется операция "Чтение". и информация с 20сопровождающим ее кодом Хэмминга записывается в регистр входной информации 1,одновременно с другим модулем оперативной памяти инициируется операция "Записьи записываемая информация в сопровождении битов паритета записывается в регистр.скорректированной информации 19. Далееобе операции выполняются устройствомпараллельно согласно вышеизложенномупорядку. 30Операция селективной байтовой записив оперативную память начинается с функции чтения информации из памяти по входу 21 и записи поступающей из процессора информации по входу 22,35Считанная из оперативной памяти информация записывается под управлениеммаркеров записи совместно с информацией,поступающей по входу 22 в блок й регистра 19. В блок Р регистра также под управлением маркеров записи записываютсяпаритеты, поступающие по входу 22, и паритеты, образованные генератором 5 изпрочитанной информации. Как считанная изоперативной памяти информация, так и об-разованные из нее паритеты поступают нарегистр 19, не подвергаясь коррекции,так как в этот момент. ошибка еше не обнаружена, Содержимое блока с 3 регистра19 перезаписывается в блок 6 регистра 20Генератор паритетов 9 вырабатывает паритеты записанной в регистр 20 информа.ции. В схеме сравнения 17 производитсясравнение паритетоЬ, записанных в блок Ррегистра 19, и паритетов, образованныхйгенераторов 9 из информации, подлежащейзаписи, Образованные паритеты через селектор 15 поступают на третий вход конзрольной схемы сравнения 16. На первый вход поступают необходимые для образования кода Хэмминга информационные биты, записанные в регистр 19, Прочитанный из памяти код Хэмминга не пропускается через второй элемент И 10, Таким образом, контрольная схема сравнения выполняет функцию генератора кода Хэмминга. Одновременно с этим, в случае обнаружения ошибки в информации, прочитанной из памяти, дешифратор 12 вырабатывает сигналы ошибки информационного бита и паритета.Производится операция коррекции информации и, если ошибка. происходит в байте, который должен быть перезаписан в оперативную память, блок коррекции 18 производит инвертирование соответствующих С битов путем подачи на блок коррекции 18 синдромов с регистра 8 через К элементов И 14, на вторые входы которых подается команда с дещифратора ошибок ц=ОШРМ чШР. м ччошР9Я где ОШР 1 - ошибка паритета;М - маркер записи.Скорректированные С-биты записывают ся в блок С регистра 20, а исправленный в блоке коррекции 4 байтзаменяет ранее записанный байт с ошибкой в регистре:20 под управлением сигнала ошибки в байте, поступающего с дешифратора ошибок 12, Если ошибки не обнаружено или произошла ошибка в байте, который не будет пере- записан в память, коррекция С-битов не происходит.9 9744формула изобретения Устройство для записи и воспроизведе. ния информации из блоков оперативной памяти с коррекцией ошибки, содержащее З селектор входной информации, вход кото. рого подключен к первому информационному входу устройства, а выход -.к первому входу генератора синдромов, выход которого соединен со входбм регистра парите та, выход которого подключен к первому входу блока коррекции паритета, дешифратор ошибки, первый вход которого соединен со входом маркеров записи устройства, а выход - с первым входом блока коррекЗ пни входной информации; вторым входом блока коррекции паритета, регистр адреса, первый информационный и контрольный входы которого подключены к адресному входу устройства, второй информационный 20 вход регистра адреса подключен ко входу маркеров записи устройства, а информационный выход - к первому входу схемы сравнения контрольного кода Хэмминга, выход которой соединен с первым входом 23 блока, коррекции контрольного кода Хэмминга, втэрой вход блока коррекции входной информации подключен ко второму информационному входу устройства, а выход -к третьему информационному входу регистра 30 адреса, второй контрольный вход которого соединен с выходом блока коррекции паритета, генератор паритета и схему сравнения паритета, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышений быстродей-ствия и надежности устройства, оно содержит элементы И, регистр синдромов, схему сравнения синдромов; блок коррекции псевдоэталонного кода, селектор паритета, бу, ферный регистр, селектор псевдоэталонногощ кола, вход которого соединен с первым контрольным входом устройства, а выходсо вторым входом генератора синдромов, выход которого подключен к первому вхо 10 10ду схемы сравнения синдромов и ко входурегистра синдромов, выход которого подключен ко второму входу схемы сравнениясиндромов, ко второму входу дешифратораошибки и к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен квыходу дешифрвтора ошибки, а выход - ковторому входу блока коррекции контрольного кода Хэмминга, выход которого подключен к первому контрольному входу буферного регистра, первый вход блока коррекции псевдоэталонного кода соединен свыходом дешифратора ошибки, второй - сконтрольным входом устройства, а выходс первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен ко входуЧтение устройства, а выход - ко второму входу схемы сравнения контрольногокода Хэмминга, третий вход которой подключен к выходу селектора паритета, первый вход которого подключен к выходублока коррекции паритета, второй входк выходу генератора паритета, вход. которого соединен с информационным выходомруферного регистра, первый вход схемысравнения паритета подключен к выходуселектора паритета, второй вход ее подключен к контрольному выходу регистраадреса, информационный выход которого.соединен с первым информационным входомбуферного регистра, второй информационный:вход которого соединен с выходом блокакоррекции входной информации, второйконтрольный вход буферного регистра подключен к выходу схемы сравнения конт рольного кода Хэмминга, а третий входк выходу дешифратора ошибки.Источники информации,принятые во внимание при экснертйзе1. ЭЕЕЕ Тгапас Ооп оп сощро 1 егь, чоК С, Мо 6, 1976.2. Авторское свидетельство СССРцо заявке % 2520374/18-24,кл, 6 11 С 7/00, 15.09.77 (прототип, 974410