DOI 10.17586/0021-3454-2020-63-5-391-404
УДК 004.052.32+681.518.5
Ошибки в троичных кодовых векторах, их классификация и обнаружение с помощью помехозащищенного кодирования
ПГУПС; кафедра автоматики и телемеханики на железных дорогах
Читать статью полностью
Аннотация. Рассматриваются особенности ошибок, возникающих в троичных кодовых векторах вследствие искажений одного или нескольких разрядов и характеризуемых кратностью и видом. Предложена классификация ошибок в троичных кодовых векторах, а также проведено сравнение с ошибками, возникающими в двоичных кодовых векторах. Даны определения различных видов ошибок в двоичных и троичных кодовых векторах и приведены примеры, иллюстрирующие особенности таких ошибок. Классификация ошибок в троичных кодовых векторах позволяет разрабатывать принципы кодирования данных для обнаружения ошибок определенного вида и использовать их как при передаче данных, так и при синтезе функционирующих в троичной логике устройств, обладающих свойством обнаружения неисправностей. Приведены некоторые способы построения троичных кодов, ориентированных на обнаружение ошибок в информационных векторах или в кодовых словах в целом. Результаты могут быть использованы при разработке основ синтеза надежных и безопасных устройств автоматики, функционирующих в троичной логике.
Ключевые слова: ошибки в кодовых векторах, двоичные кодовые векторы, троичные кодовые векторы, классификация ошибок в кодовых векторах, коды с обнаружением ошибок, коды с обнаружением монотонных ошибок
Список литературы:
Список литературы:
- Брусенцов Н. П., Маслов С. П., Розин В. П., Тишулина А. М. Малая цифровая вычислительная машина „Сетунь“. М.: Изд-воМГУ, 1962. 140 с.
- Поспелов Д. А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974. 368 с.
- Connely J. Ternary Computing Testbed 3-Trit Computer Architecture / California Polytechnic State University of San Luis Obispo, 29 Aug., 2008. 184 p.
- Петров А. Троичный компьютер: да, нет, может быть // Популярная механика. 2011. № 9. С. 72—76.
- Ahmad S., Alam M.Balanced-ternary logic for improved and advanced computing // Intern. Journal of Computer Science and Information Technologies (IJCSIT). 2014. Vol. 5, iss. 4. P. 5157—5160.
- Cambou B., Flikkema P. G., Palmer J., Telesca D., Philabaum C.Can ternary computing improve information assurance? // Cryptography. 2018. Vol. 2, iss. 1. P. 1—16. DOI: 10.3390/cryptography2010006.
- Efanov D. V.Ternary parity codes: features // Proc. of the 17th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2019), Batumi, Georgia, 13—16 Sept., 2019. P. 315—319. DOI: 10.1109/EWDTS.2019.8884414.
- Wu J.Ternary logic circuit for error detection and error correction // Proc. of 19th Intern. Symp. on Multiple-Valued Logic, Guangzhou, China, 29—31 May 1989. P. 94—99.DOI: 10.1109/ISMVL.1989.37766.
- KimS., LimT., KangS.An Optimal Gate Design For The Synthesis Of Ternary Logic Circuits// Proc. of the 23rd Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC), Jeju, South Korea, 22—25 Jan. 2018. P. 476—481. DOI: 10.1109/ASPDAC.2018.8297369.
- VudadhaC., RajagopalanS., DusiA., PhaneendraP. S., SrinivasM. B. Encoder-based optimization of CNFET-based ternary logic circuits // IEEE Transact. on Nanotechnology. 2018. Vol. 17, iss. 2. P. 299—310. DOI: 10.1109/TNANO.2018.2800015.
- LanyonB. P., BarbieriM., AlmeidaM. P., JenneweinT.,RalphT. C., Resch K. J.,PrydeG. J.,O'BrienJ. L., GilchristA.,WhiteA. G.Simplifying quantum logic using higher-dimensional hilbert spaces // Nature Physics. 2009. Vol. 5, iss. 2. P. 134—140. DOI: 10.1038/nphys1150.
- Согомонян Е. С., Слабаков Е. В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989. 208 с.
- Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Самопроверяемые дискретные устройства. СПб: Энергоатомиздат, 1992. 224 с.
- Piestrak S. J.Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes. Wrocław: Ofiyna Wydawnicza Politechniki Wrocłavskiej, 1995. 111 p.
- Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В. Коды Хэмминга в системах функционального контроля логических устройств. СПб: Наука, 2018. 151 с.
- Сагалович Ю. Л. Последовательности максимальной длины как коды состояний автомата // Проблемы передачи информации. 1976. Т. 12,№ 4. С. 296—299.
- Matrosova A. Yu., Levin I., Ostanin S. A.Self-checking synchronous FSM network design with low overhead // VLSI Design. 2000. Vol. 11, iss. 1. P. 47—58. DOI: 10.1155/2000/46578.
- Сагалович Ю. Л., Щербаков Н. С. Выбор системы кодирования для защиты запоминающих устройств от ошибок // Проблемы передачи информации. 1984. Т. 20,№1. С. 14—20.
- Tshagharyan G., Harutyunyan G., Shoukourian S., Zorian Y. Overview study on fault modeling and test methodology development for FinFET-based memories // Proc. of the 13th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2015), Batumi, Georgia, 26—29 Sept., 2015. P. 19—22. DOI: 10.1109/EWDTS.2015.7493149.
- Goessel M., Graf S.Error Detection Circuits. London: McGraw-Hill, 1994. 261 p.
- Fujiwara E.Code Design for Dependable Systems: Theory and Practical Applications. John Wiley & Sons, 2006. 720 p.
- Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl.Generalized algorithm of building summation codes for the tasks of technical diagnostics of discrete systems // Proc. of the 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017), Novi Sad, Serbia, 29 Sept.—2 Oct., 2017. P. 365—371. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110126.
- Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В. Классификация ошибок в информационных векторах систематических кодов // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58, № 5. С. 333—343. DOI: 10.17586/0021-3454-2015-58-5-333-343.
- Ефанов Д. В., Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Коды с суммированием с фиксированными значениями кратностей обнаруживаемых монотонных и асимметричных ошибок для систем технического диагностирования // Автоматика и телемеханика. 2019. № 6. С. 121—141.
- Kubalík P., Kubátová H.Parity codes used for on-line testing in FPGA // Acta Polytechnika. 2005. Vol. 45, N 6. P. 53—59.
- Busaba F. Y., Lala P. K. Self-checking combinational circuit design for single and unidirectional multibit errors // J. of Electronic Testing: Theory and Applications. 1994. Vol. 5, iss. 5. P. 19—28. DOI: 10.1007/BF00971960.
- Saposhnikov V. V., Morosov A., Saposhnikov Vl. V., Göessel M. A New design method for self-checking unidirectional combinational circuits // J. of Electronic Testing: Theory and Applications. 1998. Vol. 12, iss. 1—2. P. 41—53. DOI: 10.1023/A:1008257118423.
- Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Гессель М. Самодвойственные дискретные устройства. СПб: Энергоатомиздат, 2001. 331 с.
- Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В. Коды с суммированием, обнаруживающие любые симметричные ошибки // Электронное моделирование. 2017. Т. 39, № 3. С. 47—60.
- Ефанов Д. В., Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Синтез самопроверяемых комбинационных устройств на основе выделения специальных групп выходов // Автоматика и телемеханика. 2018. № 9. С. 79—94.
- Svanström M.A lower bound for ternary constant weight codes // IEEE Transact. on Information Theory. 1997. Vol. 43. P. 1630—1632.
- Svanström M., Östergård P. R. J., Bogdanova G. T.Bounds and constructions for ternary constant-composition codes // IEEE Transact. on Information Theory. 2002. Vol. 48. P. 101—111.
- Freiman C. V.Optimal error detection codes for completely asymmetric binary channels // Information and Control. 1962. Vol. 5, iss. 1. P. 64—71. DOI: 10.1016/S0019-9958(62)90223-1.
- Berger J. M.А note on error detecting codes for asymmetric channels // Information and Control. 1961. Vol. 4, iss. 1. P. 68—73. DOI: 10.1016/S0019-9958(61)80037-5.
- Ефанов Д. В., Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Применение модульных кодов с суммированием для построения систем функционального контроля комбинационных логических схем // Автоматика и телемеханика. 2015. № 10. С. 152—169.
- Borden J. M.Optimal asymmetric error detecting codes // Information and Control. 1982. Vol. 53, iss. 1—2. P. 66—73. DOI: 10.1016/S0019-9958(82)91125-1