Публикации автора

Цель. Установить особенности обнаружения ошибок при самодвойственном контроле вычислений устройствами автоматики, а также предложить способ организации контроля вычислений с обнаружением любых неисправностей из заданной модели. Методы. Использованы методы технической диагностики дискретных систем, булевой алгебры, комбинаторики. Результаты. Проанализированы особенности обнаружения ошибок на выходах самодвойственных цифровых устройств комбинационного типа. Формализованы условия обнаружения и не обнаружения ошибок на выходах самодвойственных комбинационных схем, которые позволяют на практике путем анализа потенциальных ошибок на их выходах организовывать полностью самопроверяемые схемы встроенного контроля. При этом отмечается, что если полного покрытия всех ошибок на выходах самодвойственных схем не удается достичь при контроле вычислений только по признаку принадлежности функций классу самодвойственных, то в ряде случаев это возможно за счет дополнительного контроля принадлежности формируемых кодовых векторов заранее выбранному избыточному коду. Установлено, за счет каких особенностей для реальных цифровых устройств потенциально возможно большое количество компенсируемых при самодвойственном контроле ошибок. Теоретически определено, что в реальных практических приложениях при самодвойственном контроле вычислений чем больше число входных переменных, тем выше вероятность не обнаружения ошибки за счет большего числа сочетаний искажений на выходах. Но чем больше число реализуемых устройством функций, тем выше и вероятность обнаружения ошибки. Тем не менее, на практике нужно индивидуально подходить к процессу организации контроля вычислений по признаку самодвойственности вычисляемых функций для каждого из цифровых устройств. Приведены некоторые результаты экспериментов, демонстрирующие особенности обнаружения ошибок на выходах самодвойственных комбинационных схем с использованием различных схемотехнических способов, основанных на сжатии сигналов от объектов контроля с применением модифицированных кодов Хэмминга (кодов Сяо). Заключение. Установленные в работе условия обнаружения ошибок на выходах самодвойственных цифровых устройств позволяют на практике синтезировать самопроверяемые вычислительные системы с улучшенными показателями контролепригодности по сравнению с традиционными подходами к их реализации.

Предлагается «базовая» структура для организации контроля вычислений на выходах комбинационных схем по классическим кодам Хэмминга с дополнительным контролем самодвойственности каждой контрольной функции. Для этого в схеме встроенного контроля применен кодер классического кода Хэмминга с от=4 информационными разрядами, позволяющий производить самодвойственное сжатие сигналов с последующим контролем вычислений. В работе приводятся некоторые результаты моделирования самодвойственных устройств, получаемых по предлагаемой структуре организации схемы встроенного контроля. Представленный способ организации схем встроенного контроля может эффективно применяться при синтезе самодвойственных устройств с большим количеством выходов с выделением групп по четыре выхода в каждой, синтезом отдельных схем встроенного контроля и их дальнейшей совместной оптимизацией для снижения показателей структурной избыточности.

Предложен метод синтеза самопроверяемых цифровых устройств, основанный на использовании логической коррекции сигналов и взвешенных кодов Боуза - Лина. В отличие от предыдущих исследований, разработанный метод подразумевает логическую коррекцию сигналов в схеме встроенного контроля для тех функций, описывающих выходы исходных устройств, которые участвуют в формировании информационных символов взвешенных кодов Боуза - Лина. Так как одному и тому же контрольному вектору у таких кодов, как и у абсолютного большинства равномерных разделимых кодов, соответствует большое количество информационных векторов, это дает возможность выбора способа доопределения функций логической коррекции сигналов. Описан один из алгоритмов, позволяющий доопределить значения этих функций на каждом входном наборе с учетом обеспечения полной проверки тестера и элементов преобразования в схеме встроенного контроля. Предложенный метод основан на использовании так называемой «базовой» структуры для контроля многовыходных устройств по группам выходов. Он позволяет проектировщику самопроверяемого устройства иметь большую вариативность в выборе способа его построения, а значит, и влиять на такие важные показатели, как cтруктурная избыточность, контролепригодность, энергопотребление и др. Эксперимент с тестовыми комбинационными схемами из набора MCNC Benchmarks показал высокую эффективность метода по показателям структурной избыточности в сравнении с широко применяемым на практике методом дублирования. Предложенный метод синтеза самопроверяемых устройств может оказаться эффективным при решении задач синтеза реальных устройств с обнаружением неисправностей, используемых во всех областях техники, в том числе в системах критического применения в промышленности и на транспорте.