Обнаружение неисправностей в комбинационных схемах на основе самодвойственного дополнения до равновесных кодов

Рассматривается новый метод контроля комбинационных логических схем на основе дополнения рабочих функций объекта диагностирования до кодовых слов равновесных кодов с параллельным преобразованием функций их разрядов к виду самодвойственных функций и последующим контролем по данному признаку. Такой подход к организации систем функционального контроля позволяет повысить обнаруживающую способность по сравнению с традиционным контролем по равновесным кодам. При этом не обнаруживаемой может быть только такая ошибка, которая приведет к сохранению веса кодового слова, формируемого на выходах блока логического дополнения, при совпадении искажений всех функций разрядов на противоположных входных наборах. Данное условие более жесткое, чем контроль принадлежности вектора заранее выбранному коду, что дает большую вероятность обнаружения возникающего при неисправностях искажения. Представленный метод позволяет осуществлять контроль комбинационных схем на основе равновесных кодов с одинаковым числом единичных и нулевых разрядов. Приоритет в таком случае оказывается у широко используемого кода «2 из 4», структура тестера которого является наиболее простой из всех тестеров равновесных кодов. Приведено подробное описание новой структуры системы контроля, даны алгоритмы доопределения значений контрольных функций, обеспечивающие контролепригодность технических средств диагностирования.

1. Kharchenko V., Kondratenko Yu., Kacprzyk J. Green IT Engineering: Concepts, Models, Complex Systems Architectures. Springer Book series «Studies in Systems, Decision and Control», vol. 74, 2017, 305 p.

2. . Pradhan D.K. Fault-Tolerant Computer System Design. New York, Prentice Hall, 1996, 560 p.

3. . Nicolaidis M., Zorian Y. On-Line Testing for VLSI – А Compendium of Approaches. Journal of Electronic Testing: Theory and Application, vol. 12, issue 1-2, 1998, pp. 7-20.

4. . Fujiwara E. Code Design for Dependable Systems: Theory and Practical Applications. John Wiley & Sons, 2006, 720 p.

5. . Borecký J., Kohlík M., Kubátová H. Parity Driven Reconfigurable Duplex System. Microprocessors and Microsystems, vol. 52, issue C, 2017, pp. 251-260.

6. . Гаврилов С.В., Тельпухов Д.В., Жукова Т.Д., Гуров С.И. Использование информационной избыточности при построении сбоеустойчивых комбинационных схем. Таврический вестник информатики и математики, том 2, №39, 2018 г., стр. 29-44.

7. . Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М, Радио и связь, 1989 г., 208 стр.

8. . Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl. Generalized Algorithm of Building Summation Codes for the Tasks of Technical Diagnostics of Discrete Systems. In Proc. of the 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017), 2017, pp. 365-371, doi: 10.1109/EWDTS.2017.8110126.

9. . Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самопроверяемые дискретные устройства. СПб., Энергоатомиздат, 1992 г., 224 стр.

10. . Яблонский С.В. Введение в дискретную математикую Учеб. пособие для вузов. Под ред. В.А. Садовничего, 4-е изд., стер. М., Высшая школа, 2003 г., 384 стр.

11. . Reynolds D.A., Meize G. Fault Detection Capabilities of Alternating Logic. IEEE Transactions on Computers, vol. C-27, issue 12, 1978, pp. 1093-1098.

12. . Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гессель М. Самодвойственные дискретные устройства. СПб., Энергоатомиздат, 2001 г., 331 стр.

13. . Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Валиев Р.Ш. Синтез самодвойственных дискретных систем. СПб., Элмор, 2006 г., 220 стр.

14. . Piestrak S.J. Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes. Wrocław, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocłavskiej, 1995, 111 p.

15. . Гессель М., Мошанин В.И., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Обнаружение неисправностей в самопроверяемых комбинационных схемах с использованием свойств самодвойственных функций. Автоматика и телемеханика, №12, 1997 г., стр. 193-200.

16. . Гессель М., Дмитриев А.В, Сапожников В.В, Сапожников Вл.В. Самотестируемая структура для функционального обнаружения отказов в комбинационных схемах. Автоматика и телемеханика, №11, 1999 г., стр. 162-174.

17. . Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. 3-е изд., перераб. и доп., М., Энергия», 1974 г., 368 стр.

18. . Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Построение самопроверяемых структур систем функционального контроля на основе равновесного кода «2 из 4». Проблемы управления, №1, 2017 г., стр. 57-64.

19. . Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl. Method of Self-Checking Concurrent Error Detection System Development Based on Constant-Weight Code «2-out-of-4». In Proc. of the 3rd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2017, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICIEAM.2017.8076374.

20. . Lala P.K. Self-Checking and Fault-Tolerant Digital Design. San Francisco, Morgan Kaufmann Publishers, 2001, 216 p.

21. . Carter W.C., Duke K.A., Schneider P.R. Self-Checking Error Checker for Two-Rail Coded Data. United States Patent Office, filed July 25, 1968, ser. No. 747533, patented Jan. 26, 1971, N. Y., 10 p.

22. . Гессель М., Дмитриев А.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Обнаружение неисправностей в комбинационных схемах с помощью самодвойственного контроля. Автоматика и телемеханика, №7, 2000 г., стр. 140-149.

23. . Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самопроверяемые тестеры для равновесных кодов. Автоматика и телемеханика, №3, 1992 г., стр. 3-35.

24. . Аксенова Г.П. Необходимые и достаточные условия построения полностью проверяемых схем свертки по модулю 2. Автоматика и телемеханика, №9, 1979 г., стр. 126-135.

25. . Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Организация систем функционального контроля с обеспечением полной самопроверяемости структуры на основе модулей сжатия парафазных сигналов. Известия вузов. Приборостроение, том. 60, №5, 2017 г., стр. 404-411, DOI: 10.17586/0021-3454-2017-60-5-404-411.