Устройство для контроля арифметических и логических блоков

7451 А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 06 Е 11/00 БРЕТЕН Т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(56) Постников А,И. Принципы организации Хэмминг-кодового контроля арифметических устройств высокопроизводительных . ЭВМ. - РЖ/ВИНИТИ, 1988, В ЗО-В 88, с, 23, рис. 7;Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ, - М.: Мир, 1972, с. 117, фиг. 7.2.1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АРИФМЕТИЧЕСКИХ И ЛОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметилогических устройств повышенной надежности. Цель изобретения - повышение достоверности контроля устройства. Устройство содержит блок 1 формирования предсказанных контрольных битов по Хзммингу, блоки 2, 4 кодирования по Хэммингу, блок 3 формирования перекосов, узлы 5-7 свертки по модулю два, формирователь 8 синдрома одиночной ошибки, блок 9 сравнения, дешифраторы 10, 11 синдрома и признаков ошибки соответственно и блок 12 коррекции одиночной ошибки. Контроль вычислений осуществляется по четкости и с помощью кода Хэмминга, 12 ил 1 табл,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть испол ьэовано и ри построении арифметических и логических устройств повышенной надежности;Цель изобретения - повышение достоверности контроля устройства,На фиг. 1 приведен алгоритм контроля операций с помощью кода Хзмминга; на фиг. 2 - функциональная схема устройства; на фиг. 3 и 4 - схемы блока формирования переносов и второго блока кодирования по Хэммингу; на фиг. 5-7- схемы блока формирования предсказанных контрольных битов по Хэммингу, первого блока кодирования по Хэммингу и формирователя синдрома одиночной ошибки; на фиг. 8 - схемы второго и третьего узлов свертки по модулю два; на фиг. 9 - схемы первого узла свертки по модулю два и блока сравнения; на фиг, 10 - схемы дешифратора признака. ошибки; на фиг. 11 и 12 - схемы дешифратора синдрома ошибки и блока коррекции одиночной ошибки соответственно.Устройство содержит блок 1 формирования предсказанных контрольных битов по Хэммингу, первый блок 2 кодирования по Хэммингу, блок 3 формирования переносов, второй блок 4 кодирования по Хэммингу, узлы 5 - 7 свертки по модулю два, формирователь 8 синдрома одиночной ошибки, блок 9 сравнения, дешифраторы 10 и 11 синдрома и признаков ошибки, блок 12 коррекций одиночной ошибки, входы 13 и 14 первого и второго операндов устройства для подключения к входам первого и второго операндов контролируемого блока, входы 15 и 16 входного переноса и задания типа операций устройства для подключения к входам входного переноса и задания типа операции контрольного блока, входы 17 и 18 контрольных. разрядов по Хэммингу первого и второго операндов устройства для подключения к входам контрольных разрядов по Хэммингу первого и второго операндов контролируемого блока, вход 19 результата устройства для подключения к выходу результата контролируемого блока, Входы 20 и 21 четности первого и второго операндов устройства для подключения к входам четности первого и второго операндов контролируемого блока, выходы 22-24 одиночной, двойной и обобщенной ошибки, выходы 25-27 результата, четности результата и контрольных разрядов по Хэммингу результата.Блок 3 формирования переносов содержит элементы И 28-37, элементы ИЛИ 38- 44, элементы И-ИЛИ 45-48 и выход 49 блока. Второй блок 4 кодирования по Хэммингу состоит из сумматоров 50-52 по модулюдва и имеет выход 53.Блок 1 содержит сумматоры 54-56 по5 модулю два и выход 57.Первый блок 2 кодирования по Хэммингу выполнен на сумматорах 58-60 по модулю два и имеет 61, Формирователь 8синдрома одиночной ошибки также выпол 10 нен на сумматорах 62-64 по модулю два иимеет выход 65 формирователя;Узлы 6 и 7 свертки по модулю два состоят из сумматоров, 66 и 67 по модулю два,узел 7 имеет выход 68.15 Узел 5 свертки по модулю два и блок 9сравнения также состоят из сумматоров 69и 70 по модулю два и имеют выходы 71 и 72соответственно,Дешифратор 11 признаков ошибки об-.20 разуют элементы ИЛИ 73 и 74 и элементы И. 75 и 76.Дешифратор 10 синдрома ошибки выполнен на элементах И 77-84 и имеет выход85,25 Блок 12 коррекции одиночной ошибкисодержит элементы И 86-93 и сумматоры94-101 по модул.ю два,Устройство работает следующим образом (для определенности принято а -4 бит,30 К=3 бит).По входу 16 устройства поступают сигналы типа арифметических и логическихопераций, значения которых для определенности приведены в таблице.35 Блок 3 формирования. переносов формирует слово обобщенных переносов О "(цо, ц 1, ц 2, цз) реализуя систему выражений (при сложении по модулю два О = О):цо+ = цо ЗТ 191 ЗТ 2 чцЗТЗ;40 Ц 1 = Ц 1 ЗТ 1 ю 92 ЗТ 2 ФЗТЗ;Ц 2 = Ц 2 ЗТ 1 ч 93 ЗТ 2 ЯЗЯТЗЦз" = Цз.ЯТ 94. ЯТ 2 юцЯТЗ,где цо = Цвх,Ц = 9 ЮЩо:45 ц 2 = 92 1291 м 2 Оцо 1Цз = 93 т 392 нт 31291 т 3211 ЦО,ц 1 - сигналы двоичного межразрядногопереноса;р и Ъ - функции генерации и передачи50 переноса из)-го разряда, которые формируются в соответствии с выражениями11 = арЬ 1;щ = аЬ.Первое и второе слагаемые (операнды А55 и В) и входной перенос поступают на блок 3. формирования и переноса по входам 13, 14и 15 устройства соответственно. При выполнении операции вычитания на вход 14 устройства поступают значения операнда В вобратном или дополнительном кодах и соответственно этому на вход 18 устройства по- Одновременно с этим на блоке 9 сравступают контрольные разряды по Хэммингу. нения осуществляется сравнение предскаобратного или дополнительного кодов опе- занной и вычисленной четностейранда В. При выполнении операции счета В.- результата, поступающих с узлов 7 и 5 соот= 0 и С(В) =- О, 5 ветственно:Одновременно блок 2 кодирования по Ят - Ст"(й) 9 Ст(й),Хэммингу осуществляет кодирование ре- Сигналы Зт, 31, 82, Яз, в совокупностизультата й =.(г 1, гг;гз, г 4), который поступает. образуя полный синдром ошибки, поступапо входу 18 устройства в. соответствии со ют надешифраторы 10 и 11, Дешифратор 10следующей системой функций". 10 синдрома ошибки формирует сигналы локализации одиночной ошибки по следующимС 1(й) = г 1 9 гг г 4; . формулам (соответствующий индекс покаС 2(й) = г 1 9 ГЗ Ю г 4, зывает местоположение ошибочного битаСЗ(й) = ггагЗаг 4., кодового слов.а):15 е 1 = Ят 31828 з;Параллельно с этим процессом узел 5 ег =Ят 31823 з;свертки по модулю два вычисляет четность ез =Зт 8182 Яз,(вес) результата операции по формуле е 4 = Ят 81328 з;Ст(й) = г 19 г 29 гзОт 4 ес 1 = Зт 31828 з:Далее слово. переносов О с блока 3 20 есг=Ят 31828 з;поступает на блоки 4 и 6. На блоке 4, кото- есз =Ят 31823 з;. рый является вторым блоком кодирования ест = Зт 81828 з;по Хэммингу, осуществляется кодирование Дешифратор 11 признаков ошибки выслова. рабатывает следующие сигналы-признаки:С 1(0) = 90991 93 25 а) признак одиночной ошибкиСг(0) = 90 9 92 ф 93 Ез = Зт(8182 Лз).з(0+) = 91%9269 з., б) признак двойной ошибкиЕо = Зт(818 ьЗз);Узел 6 свертки по модулю два вычисляет в) признак наличия некоторой ошибкичетность (вес) слова 30 Е = Ят 318 ъЯз,Ст(0") = ЯоУ 91% 92 ЮЯз.Затем в блоке 1 формирования предска- Формула изобретениязанныхконтрольныхбитовпоХэммингувы-, Устройство для контроля арифметичечисляются предсказанные контрольные ских и логических блоков, содержащее трибиты по Хэммингу результата операции й в 35 узла свертки по модулю два и блок сравнесоответствии с формулами ния, причем информационный вход первогоузла свертки по модулю два соединен с вхоС 1 (й) = С 1(А)9 С 1(В)Э С 1(0+); дом результата устройства для подключеСг(й) - Сг(А)Сг(В) р Сг(0") ния к выходу результата контролируемогоСз(й) = Сз(А) Э Сз(В) Е Сз(0+). 40 блока, выход второго узла свертки по модулю два соединен с первым информационпричем С(А) и С(В) поступают наблок 1 по ным входом третьего узла свертки повходам 17 и 18 устройства соответственно, модулю два, второй и третий информационОдновременно узлом 7 свертки по мо- ные входы которого являются соответствендулю два вычисляется предсказанная чет но входами четности первого и второгоность результата операции по формуле: операндов устройства для подключения кСт"(й) = Ст(А) 9 Ст(В) 9 Ст(0+), входам четности первого и второго операнпричем Ст(А) и Ст(В) поступают по входам 20 дов контролируемого блока соответствени 21 устройства соответственно, а Ст(0+) но,выходыпервогоитретьегоузловсверткипоступает с узла 6, 50 по модулю два соединены соответственно сДалее предсказанные контрольные би- первым и вторым информационными входаты результата по Хэммингу и вычисленные ми блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е с яконтрольные биты результата по Хэммингу тем, что,с целью повышения диагностичепоступают с блоков 1 и 2 соответственно на ской способности устройства, в него введеформирователь 8 синдрома одиночной 55 ны два кодирующих блока по Хэммингу,ошибки, который реализует следующие ло- блок формирования переносов, блокформигические соотношения. рования предсказанных контрольных битов81 = С 1"(й) ЬС 1(й); по Хэммингу, формирователь синдрома одиЗг = Сг"(й) В Сг(й); ночной ошибки, дешифратор синдрома33 = Сз"(Й) ЩСз(й), ошибки, дешифратор признаков ошибки, 1737451блок коррекции одиночной ошибки. причем входы первого и второго операндов, вход входного переноса и вход задания типа операции блока формирования переносов являются соответствейно входами первого и второго операндов, входом входного переноса и входом задания типа операции устройства для подключения к соответствующим входам контролируемого блока, вы- ход блока формирования переносов соединен с входом второго узла свертки по модулю двэ, вход первого кодирующего блока по Хэммингу подключен к входу результата устройства для подключения к выходу результата контролируемого блоке, выход блока формирования переносов соединен с входом второго блока кодирования по Хэммингу, первый и второй информационные входы блока формирования предсказанных контрольных битов по Хэммингу являются соответственно входами контрольных разрядов по Хэммингу первого и второго операндов устройства для подключения к одновременным входам контролируемого блока, выход второго кодирующего блока по Хэммингу соединен с третьим информационным входом блоке формирования предсказанных контрольных битое по Хэммингу, выход которого соединен с первым информационным входом формировэ- телФ синдрома одиночной ошибки, второй информационный вход которого соединен с выходом первого блока кодирования по Хэммингу, выход формирователя синдрома одиночной ошибки и выход блока срэв нения соединены с соответствующимиразрядами информационных входов дешифрэторэ синдрома ошибки и дешифрэтора признака ошибка, выходы одиночной, двойной и обобщеннойошибок дешифрэто рэ признака ошибки являются выходамиодиночной, двойной и обобщенной ошибок устройства соответственно, выход дешифрэтора. синдрома ошибки, выход первого блока кодирования по Хзммингу, выход пер вого узла свертки по модулю двэ,и входрезультата устройстве подключенц соответственно к входу константы коррекции, информационному входу контрольных разрядов результата по Хэммингу, инфор-.20 мационному входу четности результата и. информационному входу результата блокакоррекции одиночной ошибки, вход разрешения коррекции которого соединен с выходом сигнала одиночной ошибки 25 дешифрэтора признака ошибки, выходы результата, четности результата и контрольных разрядов но Хзммингу результата являются выходами результата, четности результэта и контрольных разрядов по Хэм мингу результата устройства соответственно,1137451 емчик аказ 1892 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наб., 4/5 Составитель В. Гречневактор Л. Пчоаинская Техред М,Моргентал. Коррект роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,ул.Гагарина,.10