Особенности обнаружения ошибок кодами Бордена

Д.В. Ефанов, д-р техн. наук
Российский университет транспорта (РУТ (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.)

Èlektron. model. 2019, 41(6):49-64
https://doi.org/10.15407/emodel.41.06.049

АННОТАЦИЯ

Рассмотрено применение избыточного кодирования при построении устройств и систем автоматики и вычислительной техники. Определены перспективы применения кодов Бордена при построении дискретных систем с обнаружением неисправностей. Проана-лизированы особенности обнаружения ошибок кодами Бордена. Приведены правила по-строения кода и примеры данных кодов. Дана формула для подсчета общего количества необнаруживаемых кодами Бордена ошибок. Описаны некоторые особенности обнаружения ошибок кодами Бордена, позволяющие обоснованно выбирать их на этапе по-строения дискретных систем с обнаружением неисправностей.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

дискретная система с обнаружением неисправностей, кон-тролепригодная схема, равновесные коды, коды Бордена, обнаружение монотонных ошибок.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bennetts R.G. Design of Testable Logic Circuits. London: Addison-Wesley Publishers Limited, 1984, 164 p.
2. Ubar R., Raik J., Vierhaus H.-T. Design and Test Technology for Dependable Systems-on-Chip (Premier Reference Source). Information Science Reference, Hershey – NY, IGI Global, 2011, 578 p.
3. Hahanov V. Cyber Physical Computing for IoT-driven Services. NY.: Springer Interna-tional Publishing AG, 2018, 279 p.
4. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989, 208 с.
5. Гаврилов М.А., Остиану В.М., Потехин А.И. Надежность дискретных систем // Ито-ги науки и техники. Сер. «Теория вероятностей. Математическая статистика. Теоре-тическая кибернетика», 1969, 1970, с. 7—104.
6. Сагалович Ю.Л., Щербаков Н.С. Выбор системы кодирования для защиты запоми-нающих устройств от ошибок // Проблемы передачи информации, 1984, 20, № 1, с. 19―27.
7. Fujiwara E. Code Design for Dependable Systems: Theory and Practical. John Wiley & Sons, 2006, 720 p.
8. Lala P.K. Principles of Modern Digital Design. New Jersey: John Wiley & Sons, 2007, 436 p.
9. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Коды Хэмминга в системах функционального контроля логических устройств. СПб.: Наука, 2018, 151 с.
10. Morosow A., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V., Goessel M. Self-Checking Combina-tional Circuits with Unidirectionally Independent Outputs // VLSI Design, 1998, Vol. 5, Is-sue 4, p. 333―345. DOI: 10.1155/1998/20389.
11. 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.
12. 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.
13. 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, September 29 – October 2, 2017, p. 696―699, DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110129.
14. 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.
15. Freiman C.V. Optimal Error Detection Codes for Completely Asymmetric Binary Chan-nels // Ibid, 1962, Vol. 5, Issue 1, p. 64―71. DOI: 10.1016/S0019-9958(62)90223-1.
16. Lin D.J., Bose B. Theory and Design of t-error Correcting and d(d>t)-unidirectional Error Detecting (t-EC d-UED) Codes // IEEE Transaction on Computers, 1988, Vol. 37, Issue 4, p. 433—439. DOI 10.1109/12.2187.
17. Piestrak S.J. Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocłavskiej, 1995, 111 p.
18. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl. Generalized Algorithm of Building Summa-tion 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.
19. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Коды с суммированием с фикси-рованными значениями кратностей обнаруживаемых монотонных и асимметричных ошибок для систем технического диагностирования // Автоматика и телемеханика, 2019, № 6, c. 121―141.
20. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гёссель М. Самодвойственные дискретные устройства. СПб: Энергоатомиздат, 2001, 331 с.
21. Borden J.M. Optimal Asymmetric Error Detecting Codes // Information and Control, 1982, Vol. 53, Issue 1-2, p. 66―73. DOI: 10.1016/S0019-9958(82)91125-1.
22. Кодирование информации (двоичные коды) / Березюк Н.Т., Андрущенко А.Г., Мо-щицкий С.С. и др. Под ред. Н.Т. Березюка. Харьков: «Вища школа», 1978, 252 с.
23. Jha N.K. A Totally Self-Checking Checker for Borden's Code // IEEE Transactions on Computer-Aided Design for Integrated Circuits and Systems, 1989, Vol. 8, p. 731―736. DOI: 10.1109/43.31530.
24. Haniotakis Th., Nikolos D., Paschalis A., Gizopoulos D. Totally Self-Checking Checkers for Borden Codes // International Journal of Electronics, 1994, Vol. 76, Issue 1, p. 57―64. DOI: 10.1080/00207219408925905.
25. Piestrak S.J. Design of Self-Testing Checkers for Borden Codes // IEEE Transactions on Computers, 1996, Vol. 45, Issue 4, p. 461–469. DOI: 10.1109/12.494103.
26. Tarnick S. Embedded Borden 2-UED Code Checkers // Proc. of 12th IEEE International On-Line Testing Symposium (IOLTS'06). 10—12 July 2006, Lake Como, Italy, p. 1—3. DOI: 10.1109/IOLTS.2006.27.
27. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Пивоваров Д.В. Синтез самопро-веряемых схем встроенного контроля на основе метода логического дополнения до равновесного кода «2 из 4» // Информатика, 2018, 15, № 4, с. 71―85.
28. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Классификация ошибок в инфор-мационных векторах систематических кодов // Изв. вузов. Приборостроение. 2015, 58, № 5, с. 333—343. DOI: 10.17586/0021-3454-2015-58-5-333-343.
29. Ефанов Д.В. Некоторые особенности обнаружения ошибок равномерными неразде-лимыми кодами // Там же, 2019, 62, № 7, с. 621—631. DOI: 10.17586/0021-3454-2019-62-7-621-631.
30. Дмитриев В.В., Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Коды с суммиро-ванием с эффективным обнаружением двукратных ошибок для организации систем функционального контроля логических устройств // Автоматика и телемеханика, 2018, №4, с. 105—122.

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

Полный текст: PDF