Исследование двухмодульных кодов с суммированием единичных разрядов со счетом по модулю четыре

Д.В. Ефанов, д-р техн. наук
Российский университет транспорта (МИИТ)
(Российская Федерация, 127994, Москва, ул. Образцова, д. 9,
тел. (+7) 9117092164, (+7) (915) 4809191, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.),
В.В. Сапожников, д-р техн. наук,
Вл.В. Сапожников, д-р 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.)

Èlektron. model. 2018, 40(4):29-54
https://doi.org/10.15407/emodel.40.04.029

АННОТАЦИЯ

Проанализированы способы построения кодов с суммированием единичных информационных разрядов. Кроме классического кода с суммированием (кода Бергера) существует семейство модифицированных кодов, построение которых осуществляется посредством выделения контролируемых подмножеств разрядов информационного вектора. Установлена связь между способами модификации классического кода Бергера и предложены новые двухмодульные коды с суммированием единичных информационных разрядов. Проанализированы также способы построения двухмодульных кодов с суммированием, описаны их особенности и характеристики. Приведена общая структурная схема генераторов двухмодульных кодов с суммированием.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

техническая диагностика, код с суммированием, модифицированный код Бергера, двухмодульный код с суммированием, необнаруживаемая ошибка.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Христов Х.А., Гавзов Д.В. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики. Под ред. Вл.В. Сапожникова. М.: Транспорт, 1995, 272 с.
2. Pradhan D.K. Fault-Tolerant Computer System Design. NY: Prentice Hall, 1996, 560 p.
3. Fujiwara E. Code Design for Dependable Systems: Theory and Practical Applications. NJ: John Wiley & Sons, 2006, 720 p.
4. Göessel M., Ocheretny V., Sogomonyan E., Marienfeld D. New Methods of Concurrent Checking: Edition 1. Dordrecht: Springer Science+Business Media B.V., 2008, 184 p.
5. Ubar R., Raik J., Vierhaus H.-T. Design and Test Technology for Dependable Systemson-Chip (Premier Reference Source). Information Science Reference. Hershey. NY, IGI Global, 2011, 578 p.
6. Системы управления движением поездов на перегонах: учеб. для вузов ж.-д. транспорта.Ч. 2, 3 / В.М. Лисенков, П.Ф. Бестемьянов, В.Б. Леушин и др. Под ред. В.М. Лисенкова. М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2009, 324 с.
7. Tshagharyan G., Harutyunyan G., Shoukourian S., Zorian Y. Experimental Study on Hamming and Hsiao Codes in the Context of Embedded Applications // Proc. of 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017). Novi Sad, Serbia, 2017. September 29—October 2, p. 25—28. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110065.
8. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики (оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства). М.: Энергоатомиздат, 1981, 320 с.
9. McCluskey E.J. Logic Design Principles: With Emphasis on Testable Semicustom Circuits. NJ: Prentice Hall PTR, 1986, 549 p.
10. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989, 208 с.
11. Nicolaidis M., Zorian Y. On-Line Testing for VLSI — A Compendium of Approaches // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. 1998, №12, p. 7—20. DOI: 10.1023/A:1008244815697.
12. Matrosova A.Yu., Levin I., Ostanin S.A. Self-Checking Synchronous FSM Network Design with Low Overhead // VLSI Design. 2000, Vol. 11, Issue 1, p. 47—58. DOI: 10.1155/2000/46578.
13. Mitra S., McCluskey E.J. Which Concurrent Error Detection Scheme to Ñhoose? // Proc. of International Test Conference, 2000. USA, Atlantic City, NJ, 2000, October 03-05, p. 985—994. DOI: 10.1109/TEST.2000.894311.
14. Kubalik P., Kubatova H. Parity Codes Used for On-Line Testing in FPGA // Acta Polytechnika. 2005, Vol. 45, No. 6, p. 53—59.
15. Рабочее диагностирование безопасных информационно-управляющих систем / А.В. Дрозд, В.С. Харченко, С.Г. Антощук и др. Под ред. А.В. Дрозда и В.С. Харченко.—Харьков: Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ», 2012, 614 с.
16. Kharchenko V., Kondratenko Yu., J. Kacprzyk J. Green IT Engineering: Concepts, Models, Complex Systems Architectures. / Springer Book series “Studies in Systems, Decision and Control”. 2017, Vol. 74, 305 p. DOI 10.1007/978-3-319-44162-7.
17. Hamming R.W. Coding and Information Theory: 2 Sub Edition. NY.: Prentice-Hall, 1986, 272 p.
18. Lala P.K. Principles of Modern Digital Design. NJ: John Wiley & Sons, 2007, 436 p.
19. Дрозд А.В. Нетрадиционный взгляд на рабочее диагностирование вычислительных устройств // Проблемы управления. 2008, №2, с. 48—56.
20. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самопроверяемые дискретные устройства. — СПб: Энергоатомиздат, 1992, 224 с.
21. Piestrak S.J. Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes. Wroclaw: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclavskiej, 1995, 111 p.
22. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl. Generalized Algorithm of Building Summation Codes for the Tasks of Technical Diagnostics of Discrete Systems // Proc. of 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017). Novi Sad, Serbia, September 29—October 2, 2017, p. 365—371. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110126.
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. Morosow A., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V., Göessel M. Self-Checking Combinational Circuits with Unidirectionally Independent Outputs // VLSI Design. 1998, Vol. 5, Issue 4, p. 333—345. DOI: 10.1155/1998/20389.
27. Saposhnikov V.V., Morosov A., Saposhnikov Vl.V., Göessel M. A New Design Method for Self-Checking Unidirectional Combinational Circuits // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. 1998, Vol. 12, Issue 1-2, p. 41—53. DOI: 10.1023/A:1008257118423.
28. Ostanin S. Self-Checking Synchronous FSM Network Design for Path Delay Faults // Proc. of 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017). Novi Sad, Serbia, 2017, September 29 —October 2, p. 696—699. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110129.
29. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Условия обнаружения неисправности логического элемента в комбинационном устройстве при функциональном контроле на основе кода Бергера // Автоматика и телемеханика. 2017, № 5, с. 152—165.
30. Blyudov A., Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl. Properties of Code with Summation for Logical Circuit Test Organization // Proc. of 10th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2012). Kharkov, Ukraine, 2012, September 14-17, p. 114—117. DOI: 10.1109/EWDTS.2013.6673150.
31. 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.
32. 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, 2013, September 27-30, p. 261—266. DOI: 10.1109/EWDTS.2013.6673133.
33. 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.
34. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Эффективный способ модификации кодов с суммированием единичных информационных разрядов // Изв. вузов. Приборостроение. 2017, 60, № 11, с. 1020—1032. DOI: 10.17586/0021-3454-2017-60-11-1020-1032.
35. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl. Generic Two-Modulus Sum Codes for Technical Diagnostics of Discrete Systems Problems // Proc. of 14th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2016). Yerevan, Armenia, 2016, October 14-17, p. 256—260. DOI: 10.1109/EWDTS.2016.7807713.
36. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Schagina V. The Analysis of Two-Modulus Codes Detection Ability with Summation of Unit Data Bits Compared to Classical and Modified Berger Codes // Proc. of 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017). Novi Sad, Serbia, 2017, September 29 — October 2, p. 141—148. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110134.
37. Efanov D.V., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V. Two-Modulus Codes with Summation of One-Data Bits for Technical Diagnostics of Discrete Systems // Automatic Control and Computer Sciences. 2018, Vol. 52, Issue 1, p. 1—12. DOI: 10.3103/S0146411618010029.
38. 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.
39. Ефанов Д.В. Способ синтеза генераторов взвешенных кодов с суммированием // Изв. вузов. Физика. 2016, 59, № 8/2, с. 33—36.

ЕФАНОВ Дмитрий Викторович, д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» Российского университета транспорта (МИИТ), руководитель направления систем мониторинга и диагностики ООО «ЛокоТехСигнал». В 2007 г. окончил Петербургский государственный университет путей сообщения. Область научных исследований—дискретная математика, надежность и техническая диагностика дискретных систем.

САПОЖНИКОВ Валерий Владимирович, д-р техн. наук, профессор кафедры автоматики и телемеханики на железных дорогах Петербургского государственного университета 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 автоматики и телемеханики на железных дорогах Петербургского государственного университета 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.

Полный текст: PDF