Модульные коды с суммированием в системах функционального контроля. I. Свойства обнаружения ошибок кодами в информационных векторах

В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, доктора техн. наук,
Д.В. Ефанов, канд. техн. наук, М.Р. Черепанова
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Петербургский государственный университет
путей сообщения Императора Александра I»
(Российская Федерация, 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9,
тел. (+7) 9117092164, (+7) (812) 4578579, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

АННОТАЦИЯ

Проаналізовано властивості кодів з підсумовуванням одиничних інформаційних розрядів в системах функціонального контролю при змінюванні довжини інформаційного вектору. Встановлено залежності між різними похибками при різних значеннях модулів, які безпосередньо пов’язані з кількістю розрядів контрольних векторів і правилами їх обчислення. Показано,що модульні коди з підсумовуванням незалежно від значення модуля не виявляють однаковий процент похибок кратності d від загального числа похибок даної кратності при будь-якій довжині інформаційних векторів. Експериментально встановлено, що зменшення значення модуля для реальних логічних схем в багатьох випадках не приводить до збільшення числа похибок, що не виявляються, на виходах.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

система функционального контроля, структурная избыточность, код с суммированием, код Бергера, код паритета, модульный код с суммированием, обнаружение ошибок в комбинационных схемах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики (оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства). — М. : Энергоатомиздат, 1981, 320 с.
2. McCluskey E.J. Logic Design Principles: With Emphasis on Testable Semicustom Circuits. — N.J. : Prentice Hall PTR, 1986.— 549 p.
3. Goessel M., Graf S. Error Detection Circuits.— London: McGraw-Hill, 1994. — 261 p.
4. 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.
5. Touba N.A., McCluskey E.J. Logic Synthesis of Multilevel Circuits with Concurrent Error Detection // IEEE Trans. Computer-Aided Design of Integrated Circuits and System. — 1997, Jul. —Vol. 16. — Р. 783—789.
6. Nicolaidis M., Zorian Y. On-Line Testing for VLSI — А Compendium of Approaches // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. — 1998. — № 12. — P. 7—20.
7. Mitra S., McClaskey E.J.Which Concurrent Error Detection Scheme to Сhoose? // Proc. of Intern. Test Conf., 03—05 October, 2000.—USA, Atlantic City, NJ, 2000.—Р. 985—994.
8. Дрозд А.В. Нетрадиционный взгляд на рабочее диагностирование вычислительных устройств // Проблемы управления. — 2008. — № 2. — С. 48—56.
9. Слабаков Е.В., Согомонян Е.С. Самопроверяемые вычислительные устройства и системы (обзор) // Автоматика и телемеханика. — 1981. — № 11. —С. 147—167.
10. Rao T.R., Fujiwara E. Error Control Coding for Computer Systems.—NY : Prentice Hall, 1989. —584 p.
11. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. — М. : Радио и связь, 1989. — 208 с.
12. Fujiwara E. Code Design for Dependable Systems: Theory and Practical Applications. — NJ : John Wiley & Sons, 2006. —720 p.
13. Lala P.K. Principles of Modern Digital Design.—NJ : John Wiley &Sons, 2007.—419 p.
14. Jha N.K. Totally Self-Checking Checker Designs for Bose-Lin, Bose and Blaum Codes // IEEE Trans. Computer-Aided Design.— 1991. — Vol. CAD-10. — Р. 136—143.
15. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самопроверяемые дискретные устройства. — СПб: Энергоатомиздат, 1992. —224 с.
16. Bose B., Lin D.J. Systematic Unidirectional Error-Detection Codes // IEEE Trans. Comput. — 1985. —Vol. C-34. —Р. 1026—1032.
17. Das D., Touba N.A. Synthesis of Circuits with Low-Cost Concurrent Error Detection Based on Bose-Lin Codes // J. of Electronic Testing: Theory and Applications.—1999.—Vol. 15, Issue 1-2. — P. 145—155.
18. Piestrak S.J. Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes.—Wrocaw: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocavskiej, 1995. — 111 p.
19. Аксёнова Г.П. Необходимые и достаточные условия построения полностью проверяемых схем свертки по модулю два // Автоматика и телемеханика.—1979.—№9.—С. 126—135.
20. Ghosh S., Basu S., Touba N.A. Synthesis of Low Power CED Circuits Based on Parity Codes // Proc. of 23rd IEEE VLSI Test Symposium (VTS’05), 1—5 May 2005. — Palm Springs Califonia, USA. —Р. 315—320.
21. Аксенова Г.П. О функциональном диагностировании дискретных устройств в условиях работы с неточными данными // Проблемы управления.—2008.—№5.—С. 62—66.
22. Berger J.M. А Note on Error Detecting Codes for Asymmetric Channels // Information and Control. —1961. —Vo l. 4, Issue 1. — P. 68—73.
23. Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Efanov D. Modular Sum Code in Building Testable Discrete Systems // Proc. of 13th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2015). — Batumi, Georgia, September 26—29, 2015. — P. 181—187.
24. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Применение кодов с суммированием при синтезе систем железнодорожной автоматики и телемеханики на программируемых логических интегральных схемах // Автоматика на транспорте.—2015.—1, № 1.— С. 84—107.
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.
26. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Освойствах кода с суммированием в схемах функционального контроля // Автоматика и телемеханика. — 2010. — № 6. — С. 155—162.
27. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Применение модульных кодов с суммированием для построения систем функционального контроля комбинационных логических схем // Там же.— 2015. — № 10. — С. 152—169.
28. Collection of Digital Design Benchmarks. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://ddd.fit.cvut.cz/prj/Benchmarks/.
29. Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Efanov D., Blyudov A. On the Synthesis of Unidirectional Combinational Circuits Detecting All Single Faults // Proc. of 12th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS'2014). —Kiev, Ukraine, September 26—29, 2014.—Р. 116—125.

САПОЖНИКОВ Валерий Владимирович, д-р техн. наук, профессор кафедры «Автоматика и телемеханика 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 «Автоматика и телемеханика 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.

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

ЧЕРЕПАНОВА Мария Родионовна, студентка факультета «Автоматизация и интеллектуальные технологии» Петербургского государственного университета путей сообщенияИмператора Александра I. Область научных исследований — автоматика и дискретная математика.

Полный текст: PDF (русский)