Коды с суммированием с последовательностью весовых коэффициентов, образующей натуральный ряд чисел, в системах функционального контроля

В.В. Сапожников, д-р техн. наук,
Вл.В. Сапожников, д-р техн. наук, Д.В. Ефанов, канд. техн. наук
Петербургский государственный университет
путей сообщения Императора Александра I
(Российская Федерация, 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9,
тел. (+7) 9117092164, (+7) (812) 4578579,
e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)

АННОТАЦИЯ

Описаны особенности класса модифицированных взвешенных кодов с суммированием с последовательностью весовых коэффициентов, образующей натуральный ряд чисел. Установлено, что на свойства обнаружения ошибок модифицированными кодами существенно влияет способ вычисления поправочного коэффициента при формировании суммарного значения веса единичных разрядов информационного вектора. Теоретические результаты подтверждены результатами экспериментов с набором контрольных комбинационных схем LGSynth`89. Установлено, что изменяя правила вычисления поправочного коэффициента при модификации кода, можно влиять на структурную избыточность системы функционального контроля. Полученные результаты могут быть эффективны при организации контроля комбинационных логических схем и позволяют строить самопроверяемые структуры с меньшими аппаратурными затратами, чем при дублировании.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

комбинационная схема, система функционального контроля, код Бергера, модифицированный взвешенный код Бергера, обнаружение ошибок, структурная избыточность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. McCluskey E.J. Logic Design Principles: With Emphasis on Testable Semicustom Circuits. N.J.: Prentice Hall PTR, 1986, 549 p.
2. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989, 207 с.
3. Fujiwara E. Code Design for Dependable Systems: Theory and Practical Applications. John Wiley & Sons, 2006, 720 p.
4. Дрозд А.В. Нетрадиционный взгляд на рабочее диагностирования вычислительных устройств // Проблемы управления, 2008, № 2, с. 48—56.
5. Дрозд А.В., Харченко В.С., Антощук С.Г. и др. Рабочее диагностирование безопасных информационно-управляющих систем. Под ред. А.В. Дрозда и В.С. Харченко. Харьков:
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», 2012, 614 с.
6. Зеленая ИТ-инженерия. В двух томах. Том 1. Принципы, модели, компоненты / Под ред. В.С. Харченко. Харьков: Нац. аэрокосмический ун-т им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», 2014, 594 с.
7. Gorshe S.S., Bose B. A Self-Checking ALU Design with Efficient Codes // Proc. of 14th VLSI Test Symposium, Priceton, NJ, USA, 1996, p. 157-161. DOI: 10.1109/VTEST.1996. 510851.
8. Touba N.A., McCluskey E.J. Logic Synthesis of Multilevel Circuits with Concurrent Error Detection // IEEE Transaction on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and System. Vol. 16, Jul. 1997, p. 783—789.
9. Nicolaidis M., Zorian Y.On-Line Testing forVLSI—A CompendiumofApproaches // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications, 1998, № 12, p. 7—20. DOI: 10.1023/ A:1008244815697.
10. Das D., Touba N.A. Synthesis of Circuits with Low-Cost Concurrent Error Detection Based on Bose-Lin Codes // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. 1999, Vol. 15, Issue 1-2, p. 145—155. DOI: 10.1023/A:1008344603814.
11. Mitra S., McCluskey E.J. Which Concurrent Error Detection Scheme to Choose? // Proc. of International Test Conference, 2000, USA, Atlantic City, NJ, 03-05 October 2000, p. 985— 994. DOI: 10.1109/TEST.2000.894311.
12. Carter W.C., Duke K.A., Schneider P.R. Self-Checking Error Checker for Two-Rail Coded Data. —Jan. 26, 1971, United States Patent Office, No. 3,559,167, Peekskill, N. Y., 10 p.
13. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самопроверяемые дискретные устройства. СПб: Энергоатомиздат, 1992, 224 с.
14. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В., Дмитриев В.В., Хуан Ц. Оптимальный систематический код на основе взвешивания разрядов информационных векторов и суммирования без переносов для систем функционального контроля // Известия Петербургского университета путей сообщения, 2016, № 1, с. 75—84.
15. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В., Черепанова М.Р. Модульные коды с суммированием в системах функционального контроля. I. Свойства обнаружения ошибок кодами в информационных векторах // Электрон. моделирование, 2016, 38, №2, c. 27—48
16. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В., Черепанова М.Р. Модульные коды с суммированием в системах функционального контроля. II. Уменьшение структурной
избыточности систем функционального контроля // Электрон. моделирование, 2016, 38, №3, с. 47— 61.
17. Berger J.M. A Note on Error Detection Codes for Asymmetric Channels // Information and Control, 1961, Vol. 4, Issue 1, p. 68—73. DOI: 10.1016/S0019-9958(61)80037-5 .
18. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. О свойствах кода с суммированием в схемах функционального контроля //Автоматика и телемеханика, 2010,№6, с. 155—162.
19. Гессель М., Морозов А.А., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Исследование комбинационных самопроверяемых устройств с независимыми и монотонно независимыми выходами // Там же, 1997, №2, с. 180—193.
20. Блюдов А.А., Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Построение модифицированного кода Бергера с минимальным числом необнаруживаемых ошибок информационных разрядов // Электрон. моделирование, 2012, 34, №6, с. 17—29.
21. Блюдов А.А., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Модифицированный код с суммированием для организации контроля комбинационных схем // Автоматика и телемеханика, 2012, № 1, с. 169—177.
22. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Blyudov A. On the Problem of Selection of Code with Summation for Combinational Circuit Test Organization // Proc. of 11th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2013), Rostov-on-Don, Russia, September 27-30, 2013, p. 261-266. DOI: 10.1109/EWDTS.2013.6673133.
23. Блюдов А.А., Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. О кодах с суммированием единичных разрядов в системах функционального контроля // Автоматика и телемеханика, 2014, № 8, с. 131—145.
24. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Nikitin D. Sum Code Formation with Minimum Total Number of Undetectable Errors in Data Vectors // Proc. of 13th IEEE East-West Design&Test Symposium (EWDTS`2015), Batumi, Georgia, September 26-29, 2015, p. 141—148. DOI: 10.1109/EWDTS.2015.7493112.
25. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl. On One Method of Formation of Optimum Sum Code for Technical Diagnostics Systems // Proc. of 14th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2016), Yerevan, Armenia, October 14-17, 2016, p. 158—163. DOI: 10.1109/EWDTS.2016.7807633.
26. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Классификация ошибок в информационных векторах систематических кодов // Изв. вузов. Приборостроение, 2015, 58, № 5, с. 333—343. DOI: 10.17586/0021-3454-2015-58-5-333-343.
27. Ефанов Д.В. К вопросу синтеза генераторов модифицированных кодов с суммированием взвешенных информационных разрядов с последовательностью весовых коэффициентов, образующей натуральный ряд чисел // Вест. Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика, 2016, № 4, с. 13—26. —DOI: 10.17223/19988605/37/2.
28. Ефанов Д.В. Способ синтеза генераторов взвешенных кодов с суммированием // Изв. вузов. Физика, 2016, 59, № 8/2, с. 33—36.
29. SIS: A System for Sequential Circuit Synthesis / E. M. Sentovich, K. J. Singh, L. Lavagno, C. Moon, R. Murgai, A. Saldanha, H. Savoj, P. R. Stephan, R. K. Brayton, A. Sangiovanni-Vincentelli // Electronics Research Laboratory, Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of California, Berkeley, 4 May 1992, 45 p.
30. Collection of Digital Design Benchmarks [http://ddd.fit.cvut.cz/prj/Benchmarks/].

САПОЖНИКОВ Валерий Владимирович, д-р техн. наук, профессор кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского госуниверситета путей сообщения
Императора Александра I. В 1963 г. окончил Ленинградский ин-т инженеров железнодорожного транспорта. Область научных исследований — надежностный синтез дискретных устройств, синтез безопасных систем, синтез самопроверяемых схем, техническая диагностика дискретных систем.

САПОЖНИКОВ Владимир Владимирович, д-р техн. наук, профессор кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского госуниверситета путей сообщения Императора Александра I. В 1963 г. окончил Ленинградский ин-т инженеров железнодорожного транспорта. Область научных исследований — надежностный синтез дискретных устройств, синтез безопасных систем, синтез самопроверяемых схем, техническая диагностика дискретных систем.

ЕФАНОВ Дмитрий Викторович, канд. техн. наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского госуниверситета путей сообщения Императора Александра I. В 2007 г. окончил Петербургский государственный университет путей сообщения. Область научных исследований—дискретная математика, надежность и техническая диагностика дискретных систем.

Полный текст: PDF (русский)