Ссылка для цитирования : Ефанов Д. В. Синтез самопроверяемых вычислительных устройств на основе полной системы особых групп выходов объекта диагностирования // Изв. вузов. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 5. С. 355—372. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-5-355-372.

Аннотация. Обсуждаются особенности синтеза схем встроенного контроля устройств автоматики и вычислительной техники при известной структуре объекта диагностирования. Представлено полное множество особых групп выходов, которые характеризуются каким-либо диагностическим параметром. Выделение особых групп выходов позволяет осуществлять выбор кода для построения схемы встроенного контроля с учетом возможностей обнаружения ошибок конкретной кратностью и определенного вида. Представлен способ построения схемы встроенного контроля, подразумевающий анализ всех подмножеств выходов объекта диагностирования, классификацию их по принадлежности к какой-либо особой группе выходов, а также последующее покрытие всех выходов особыми группами с выбором наилучшего по критерию структурной избыточности способа покрытия с указанием конкретных кодов для контроля вычислений. Предложенный способ в ряде случаев может быть эффективен при организации схем встроенного контроля и позволяет синтезировать самопроверяемое устройство даже в случае, когда этого невозможно добиться применением метода дублирования.

Ключевые слова: самопроверяемое устройство, схема встроенного контроля, контроль вычислений, особая группа выходов, коды с обнаружением отдельных видов ошибок

Список литературы:

1. Согомонян Е. С., Слабаков Е. В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989. 208 с.
2. Микони С. В. Общие диагностические базы знаний вычислительных систем. СПб: СПИИРАН, 1992. 234 с.
3. Pradhan D. K. Fault-Tolerant Computer System Design. N. Y.: Prentice Hall, 1996. 560 p.
4. Lala P. K. Self-Checking and Fault-Tolerant Digital Design. San Francisco: Morgan Kaufmann Publ., 2001. 216 p.
5. Fujiwara E. Code Design for Dependable Systems: Theory and Practical Applications. John Wiley & Sons, 2006. 720 p.
6. Дрозд А. В., Харченко В. С., Антощук С. Г., Дрозд Ю. В., Дрозд М. А., Сулима Ю. Ю. Рабочее диагностирование безопасных информационно-управляющих систем / Под ред. А. В. Дрозда и В. С. Харченко. Харьков: НАУ им. Н. Е. Жуковского „ХАИ“, 2012. 614 с.
7. Nikolos D. Self-Testing Embedded Two-Rail Checkers // Chapter 7 in On-Line Testing for VLSI. 1998. P. 69—79. DOI 10.1007/978-1-4757-60-69-9_7.
8. Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В., Дмитриев В. В. Новые структуры систем функционального контроля логических схем // Автоматика и телемеханика. 2017. № 2. С. 127—143.
9. Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В. Коды с суммированием для систем технического диагностирования. Т. 1. Классические коды Бергера и их модификации. М.: Наука, 2020. 383 с.
10. Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В. Коды с суммированием для систем технического диагностирования. Т. 2. Взвешенные коды с суммированием. М.: Наука, 2021. 455 с.
11. Кодирование информации (двоичные коды) / Н. Т. Березюк, А. Г. Андрущенко, С. С. Мощицкий, В. И. Глушков, М. М. Бенеша, В. А. Гаврилов; Под ред. Н. Т. Березюка. Харьков: Вища школа, 1978. 252 с.
12. Багхдади А. А. А., Хаханов В. И., Литвинова Е. И. Методы анализа и диагностирования цифровых устройств (аналитический обзор) // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. 2014. № 166. С. 59—74.
13. Carter W. C., Duke K. A., Schneider P. R. Self-Checking Error Checker for Two-Rail Coded Data. Pat. 747533, US, Jan. 26, 1971.
14. Sogomonyan E. S., Gössel M. Design of Self-Testing and On-Line Fault Detection Combinational Circuits with Weakly Independent Outputs // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. 1993. Vol. 4, iss. 4. P. 267—281. DOI: 10.1007/BF00971975.
15. Busaba F. Y., Lala P.K. Self-Checking Combinational Circuit Design for Single and Unidirectional Multibit Errors // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. 1994. Iss. 1. P. 19—28. – DOI: 10.1007/BF00971960.
16. Matrosova A. Yu., Ostanin S. A. Self-Checking Synchronous Sequential Circuit Design for Unidirectional Error // Proc. of the IEEE European Test Workshop (ETW’98), Sitges, Barcelona, Spain, 27—29 May 1998.
17. 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.
18. Morosow A., Saposhnikov V. V., Saposhnikov Vl. V., Goessel M. Self-Checking Combinational Circuits with Unidirectionally Independent Outputs // VLSI Design. 1998. Vol. 5, iss. 4. P. 333—345. DOI: 10.1155/1998/20389.
19. 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, iss. 1—2. P. 41—53. DOI: 10.1023/A:1008257118423.
20. Göessel M., Ocheretny V., Sogomonyan E., Marienfeld D. New Methods of Concurrent Checking. Dordrecht: Springer Science+Business Media B.V., 2008. 184 p.
21. 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.
22. 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.
23. Efanov D. V., Sapozhnikov V. V., Sapozhnikov Vl. V. Organization of a Fully Self-Checking Structure of a Combinational Device Based on Searching for Groups of Symmetrically Independent Outputs // Automatic Control and Computer Sciences. 2020. Vol. 54, iss. 4. P. 279—290. – DOI: 10.3103/S0146411620040045.
24. 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.
25. Аксенова Г. П. Метод синтеза схем встроенного контроля для автоматов с памятью // Автоматика и телемеханика. 1973. № 2. С. 109—116.
26. Hamming R. W. Error Detecting and Correcting Codes // Bell System Technical Journal. 1950. N 29 (2). P. 147—160.
27. Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Efanov D., Dmitriev V. Weighted Sum Code Without Carries – is an Optimum Code with Detection of Any Double Errors in Data Vectors // Proc. of the 14th IEEE East-West Design & Test Symp. (EWDTS’2016), Yerevan, Armenia, Oct. 14—17, 2016. P. 134—141. DOI: 10.1109/EWDTS.2016.7807686.
28. Sapozhnikov V., Efanov D., Sapozhnikov Vl., Dmitriev V. New Sum Code for Effective Detection of Double Errors in Data Vectors // Proc. of the 13th IEEE East-West Design & Test Symp. (EWDTS’2015), Batumi, Georgia, Sept. 26—29, 2015. P. 154—159. DOI: 10.1109/EWDTS.2015.7493123.
29. 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.
30. 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.
31. Ефанов Д. В., Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Модифицированные коды с суммированием взвешенных переходов в системах функционального контроля комбинационных схем // Тр. Института системного программирования РАН. 2017. Т. 29, № 5. С. 39—60. DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(5)-3.
32. Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В. Обнаружение неисправностей в комбинационных логических схемах на основе их контроля по группам симметрично независимых выходов // Электронное моделирование. 2020. Т. 42, № 2. С. 3—23. DOI: 10.15407/emodel.42.02.003.
33. Закревский А. Д., Поттосин Ю. В., Черемисина Л. Д. Логические основы проектирования дискретных устройств. М.: Физматлит, 2007. 592 с.
34. Nicolaidis M., Zorian Y. On-Line Testing for VLSI – А Compendium of Approaches // Journal of Electronic Testing: Theory and Application. 1998. Vol. 12, iss. 1—2. P. 7—20. DOI: 10.1023/A:1008244815697.
35. Mitra S., McCluskey E. J. Which Concurrent Error Detection Scheme to Сhoose? // Proc. of Intern. Test Conf., Atlantic City, NJ, USA, 03—05 Oct. 2000, P. 985—994. DOI: 10.1109/TEST.2000.894311.
36. Сапожников В. В., Сапожников В. В. Самопроверяемые дискретные устройства. СПб: Энергоатомиздат, 1992. 224 с.
37. Piestrak S. J. Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocłavskiej, 1995. 111 p.
38. Гессель М., Морозов А. В., Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Логическое дополнение – новый метод контроля комбинационных схем // Автоматика и телемеханика. 2003. № 1. С. 167—176.
39. Гессель М., Морозов А. В., Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Контроль комбинационных схем методом логического дополнения // Автоматика и телемеханика. 2005. № 8. С. 161—172.