Error correction circuits structures based on Boolean complement with calculation checking by code with summation of weighted transitions from bit to bit

Abstract

Предложены новые структуры отказоустойчивых цифровых вычислительных устройств и систем, в основе которых лежит использование принципа логического дополнения для фиксации искаженных сигналов и схем встроенного контроля. Последние реализуются с применением кода с суммированием взвешенных переходов от разряда к разряду в информационном векторе, при построении которого использована последовательность весовых коэффициентов, образующая ряд возрастающих степеней числа 2. Использование данного кода с суммированием позволяет обнаруживать любые комбинации искажений на выходах объекта диагностирования, за исключением одновременного искажения всех выходов, что на практике бывает достаточно редко. Дано описание четырех структур: структуры с двойной модульной избыточностью и контролем вычислений основным блоком по выбранному коду, структуры с двойной модульной избыточностью и контролем вычислений резервным блоком по выбранному коду, структуры с контролем вычислений основным блоком по выбранному коду и блоком фиксации искаженных сигналов на основе логического дополнения, структуры с блоком фиксации искаженных сигналов на основе логического дополнения с непосредственным контролем вычислений данным блоком. Приводятся примеры синтеза отказоустойчивых устройств и дана оценка их эффективности по сравнению с использованием традиционной структуры отказоустойчивых устройств и систем, основанной на тройной модульной избыточности с мажоритарной коррекцией сигналов. Освещены результаты экспериментов с контрольными комбинационными схемами LG’93 и MCNC Benchmarks, также показавшие эффективность предлагаемых отказоустойчивых структур. Использование принципа логического дополнения позволяет синтезировать отказоустойчивые цифровые устройства и системы, в которых не требуется прямого резервирования и внесения модульной избыточности, что на практике может давать существенное снижение структурной избыточности конечного объекта