RU175054U1 - STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH SINGLE AND DOUBLE ERRORS - Google Patents
STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH SINGLE AND DOUBLE ERRORS Download PDFInfo
- Publication number
- RU175054U1 RU175054U1 RU2017121464U RU2017121464U RU175054U1 RU 175054 U1 RU175054 U1 RU 175054U1 RU 2017121464 U RU2017121464 U RU 2017121464U RU 2017121464 U RU2017121464 U RU 2017121464U RU 175054 U1 RU175054 U1 RU 175054U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- input
- information
- outputs
- block
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/04—Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
- G11C29/08—Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
- G11C29/12—Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
- G11C29/38—Response verification devices
- G11C29/42—Response verification devices using error correcting codes [ECC] or parity check
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/52—Protection of memory contents; Detection of errors in memory contents
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
- H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
- H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
- G06F11/085—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes using codes with inherent redundancy, e.g. n-out-of-m codes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
- G06F11/10—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
- G06F11/1008—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices
- G06F11/1048—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices using arrangements adapted for a specific error detection or correction feature
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
- G11C13/0021—Auxiliary circuits
- G11C13/0061—Timing circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/56—External testing equipment for static stores, e.g. automatic test equipment [ATE]; Interfaces therefor
- G11C2029/5606—Error catch memory
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
- H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
Предлагаемая полезная модель предназначена для повышения достоверности функционирования устройств хранения и передачи информации путем обнаружения одиночных и двойных ошибок при сокращении аппаратурных затрат. Это достигается кодированием исходной двоичной информации на основе организации проверок и за счет введения входного блока 2 кодирования, выходного блока 3 кодирования, блока 4 выявления ошибки, блока 5 элементов И, элемента 6 И, блока 7 элементов ИЛИ. 1 ил.The proposed utility model is intended to increase the reliability of the operation of information storage and transmission devices by detecting single and double errors while reducing hardware costs. This is achieved by encoding the source binary information based on the organization of checks and by introducing an input coding unit 2, an output coding unit 3, an error detection unit 4, an AND element 5 block, an AND element 6, an OR element block 7. 1 ill.
Description
Полезная модель устройства хранения и передачи данных с обнаружением одиночных и двойных ошибок относится к вычислительной технике и может быть использована для повышения достоверности функционирования запоминающих устройств.A useful model of a device for storing and transmitting data with the detection of single and double errors relates to computer technology and can be used to increase the reliability of the functioning of storage devices.
Известно устройство памяти с обнаружением двойных ошибок [1], содержащее узел памяти, входной блок кодирования, формирующий значения контрольных разрядов r1, r2 и r3, выходной блок кодирования, формирующий значения проверочных контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, блок выявления ошибки, блок элементов ИЛИ, блок элементов И, элемент И, вход установки устройства в нулевое состояние, вход записи, вход считывания, адресные входы, информационные входы, вход синхронизации, информационные выходы, выход сигнала при возникновении ошибки, вход установки в нулевое состояние, вход записи, вход считывания, адресные входы, вход синхронизации подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому, пятому входам узла памяти, информационные входы подключены к шестым входам узла памяти и к входам входного кодирующего устройства, выходы которого подключены к седьмым входам узла памяти, информационные выходы узла памяти подключены к входам выходного блока кодирования и к первым входам блока элементов И, выходы выходного блока кодирования подключены к первым входам блока выявления ошибки, вторые входы которого подключены к выходом контрольных разрядов узла памяти, а выходы подключены к входам блока элементов ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход блока элементов И и второй вход элемента И подключены к входу синхронизации, выходы первого блока элементов И являются информационными выходами устройства, выход элемента И является выходом сигнала "Ошибка", входной блок кодирования формирует значение контрольного разрядов r1 путем сложения по модулю 2 Информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r1 = y3 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y6 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12, значение контрольного разряда r2 - путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r2 = y3 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12, значение контрольного разряда r3 - путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r3 = y1 ⊕ y2 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y10 ⊕ y11, выходной блок кодирования, формирующий значения проверочных контрольных разрядов r1p, r2p, r3p путем сложения по модулю 2 информационных символов y1p,y2p,y3p, y4p,y5p,y6p, y7p,y8p,y9p, y10p,y11p,y12p, поступающих на его входы при считывании информации с информационных выходов узла памяти в соответствии с правилом: r1p = y3p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y6p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p ⊕ y12p; r2p = y3p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p ⊕ y12p; r3p = y1p ⊕ y2p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y7p ⊕ y8p ⊕ y10p ⊕ y11p, блок выявления ошибки осуществляет поразрядное сложения по mod2 значений контрольных разрядов r1S, r2S и r3S, считываемых с вторых выходов узла 1 памяти, соответственно с значениями контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, сформированных на выходах выходного блока 3 кодирования.A memory device with detection of double errors [1] is known, comprising a memory node, an input coding unit generating the values of the control bits r 1 , r 2 and r 3 , an output coding unit that generates the values of the checking control bits r 1p , r 2p , r 3p , error detecting unit, OR element block, AND element block, AND element, device input to zero state, write input, read input, address inputs, information inputs, synchronization input, information outputs, signal output when an error occurs, installation input zero state, write input, read input, address inputs, synchronization input are connected respectively to the first, second, third and fourth, fifth inputs of the memory node, information inputs are connected to the sixth inputs of the memory node and to the inputs of the input encoder, the outputs of which are connected to the seventh the inputs of the memory node, the information outputs of the memory node are connected to the inputs of the output coding block and to the first inputs of the block of elements AND, the outputs of the output coding block are connected to the first inputs of the block detect ibs, the second inputs of which are connected to the control bits output of the memory node, and the outputs are connected to the inputs of the OR block, the output of which is connected to the first input of the AND element, the second input of the AND block and the second input of the AND element are connected to the synchronization input, the outputs of the first block of elements And are the information outputs of the device, the output of the element And is the output of the "Error" signal, the input coding unit generates the value of the control bits r 1 by adding modulo 2 Information symbols y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 , y 10 , y 11 , y 12 received at its inputs, in accordance with the rule: r 1 = y 3 3 y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 6 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 , the value of the control digit r 2 - by adding modulo 2 information symbols y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 , y 10 , y 11 , y 12 , arriving at its inputs, in accordance with the rule: r 2 = y 3 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 , the value of the control discharge r 3 - by adding module 2 information symbols y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 , y 10 , y 11 , y 12 coming to its inputs, in accordance with the rule: r 3 = y 1 ⊕ y 2 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 10 ⊕ y 11 , output a coding unit generating the values of the check check bits r 1p , r 2p , r 3p by adding modulo 2 information symbols y 1p , y 2p , y 3p , y 4p , y 5p , y 6p , y 7p , y 8p , y 9p , y 10p , y 11p , y 12p coming to its inputs when reading information from the information outputs of the memory node in accordance with the rule: r 1p = y 3p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 6p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ⊕ y 12p ; r 2p = y 3p ⊕ y 6p ⊕ y 7p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ⊕ y 12p ; r 3p = y 1p ⊕ y 2p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 7p ⊕ y 8p ⊕ y 10p ⊕ y 11p , the error detection unit performs bitwise addition mod2 values of the control bits r 1S , r 2S and r 3S , read from the second the outputs of the memory node 1, respectively, with the values of the control bits r 1p , r 2p , r 3p generated at the outputs of the output coding unit 3.
Недостатком устройства является низкая обнаруживающая способность двойных ошибок, так как обнаруживается 10% от числа возможных одиночных и двойных ошибок (см. приложение).The disadvantage of this device is the low detecting ability of double errors, since 10% of the number of possible single and double errors is detected (see the appendix).
Наиболее близким по техническому решению является устройство хранения и передачи данных с обнаружением ошибок [2], содержащее узел памяти, входной блок кодирования, формирующий значения контрольных разрядов r1, r2 и r3, выходной блок кодирования, формирующий значения проверочных контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, блок выявления ошибки, блок элементов ИЛИ, блок элементов И, элемент И, вход установки устройства в нулевое состояние, вход записи, вход считывания, адресные входы, информационные входы, вход синхронизации, информационные выходы, выход сигнала при возникновении ошибки, вход установки в нулевое состояние, вход записи, вход считывания, адресные входы, вход синхронизации подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому, пятому входам узла памяти, информационные входы подключены к шестым входам узла памяти и к входам входного кодирующего устройства, выходы которого подключены к седьмым входам узла памяти, информационные выходы узла памяти подключены к входам выходного блока кодирования и к первым входам блока элементов И, выходы выходного блока кодирования подключены к первым входам блока выявления ошибки, вторые входы которого подключены к выходам контрольных разрядов узла памяти, а выходы подключены к входам блока элементов ИЛИ выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход блока элементов И и второй вход элемента И подключены к входу синхронизации, выходы первого блока элементов И являются информационными выходами устройства, выход элемента И является выходом сигнала "Ошибка", входной блок кодирования формирует значение контрольного разряда r1 путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r1 = y3 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12, значение контрольного разряда r2 - путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r2 = y2 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12, значение контрольного разряда r3 - путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r3 = y1 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12, выходной блок кодирования, формирующий значения проверочных контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, путем сложения по модулю 2 информационных символов y1p,y2p,y3p, y4p,y5p,y6p, y7p,y8p,y9p, y10p,y11p,y12p, поступающих на его входы при считывании информации с информационных выходов узла памяти, в соответствии с правилом: r1p = y3p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p ⊕ y12p; r2p = y2p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p ⊕ y12p; r3p = y1p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y10p ⊕ y11p ⊕ y12p, блок выявления ошибки осуществляет поразрядное сложения по mod2 значений контрольных разрядов r1S, r2S и r3S, считываемых с вторых выходов узла 1 памяти соответственно с значениями контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, сформированных на выходах выходного блока 3 кодирования.The closest in technical solution is a device for storing and transmitting data with error detection [2], containing a memory node, an input coding unit that generates the values of the control bits r 1 , r 2 and r 3 , an output coding unit that generates the values of the control control bits r 1p , r 2p , r 3p , error detection block, OR element block, AND element block, AND element, input of the device to the zero state, write input, read input, address inputs, information inputs, synchronization input, information outputs, you the signal flow when an error occurs, the setup input is in the zero state, the write input, read input, address inputs, synchronization input are connected respectively to the first, second, third and fourth, fifth inputs of the memory node, information inputs are connected to the sixth inputs of the memory node and to the inputs input encoding device, the outputs of which are connected to the seventh inputs of the memory node, the information outputs of the memory node are connected to the inputs of the output coding block and to the first inputs of the block of elements AND, the outputs of the output block of code The inputs are connected to the first inputs of the error detection unit, the second inputs of which are connected to the outputs of the control bits of the memory node, and the outputs are connected to the inputs of the element block OR whose output is connected to the first input of the AND element, the second input of the block of AND elements and the second input of the AND element are connected to the input synchronization, the outputs of the first block of the AND outputs are information devices, and an output of the output signal is "Error", the input encoding unit generates the reference value r 1 of the discharge by adding a modulo-2 information symbols y 1, y 2, y 3, y 4, y 5, y 6, y 7, y 8, y 9, y 10, y 11, y 12 received at its inputs, in accordance with Rule : r 1 = y 3 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 , the value of the control digit r 2 - by adding modulo 2 information symbols y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 , y 10 , y 11 , y 12 coming to its inputs, in accordance with the rule: r 2 = y 2 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 , the value of the control digit r 3 - by adding modulo 2 information symbols y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 , y 10 , y 11 , y 12 , arriving at its inputs, in accordance with the rights silt: r 3 = y 1 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 , the output coding block that generates the values of the test check bits r 1p , r 2p , r 3p , by adding module 2 information symbols y 1p , y 2p , y 3p , y 4p , y 5p , y 6p , y 7p , y 8p , y 9p , y 10p , y 11p , y 12p received at its inputs when reading information from information outputs memory node, in accordance with the rule: r 1p = y 3p ⊕ y 6p ⊕ y 7p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ⊕ y 12p ; r 2p = y 2p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ⊕ y 12p ; r 3p = y 1p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 6p ⊕ y 7p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ⊕ y 12p , the error detection unit performs bitwise addition mod2 of the values of the control bits r 1S , r 2S and r 3S , read from the second the outputs of the memory node 1, respectively, with the values of the control bits r 1p , r 2p , r 3p , formed at the outputs of the output coding unit 3.
Недостатком устройства является повышенная аппаратурная избыточность.The disadvantage of this device is the increased hardware redundancy.
Целью полезной модели является сокращение аппаратурной избыточности за счет рационального кодирования информации.The purpose of the utility model is to reduce hardware redundancy due to rational coding of information.
Поставленная цель достигается тем, что полезная модель устройства хранения и передачи данных с обнаружением одиночных и двойных ошибок, содержащая узел памяти, входной блок кодирования, формирующий значения контрольных разрядов r1, r2 и r3, выходной блок кодирования, формирующий значения проверочных контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, блок выявления ошибки, блок элементов ИЛИ, блок элементов И, элемент И, вход установки устройства в нулевое состояние, вход записи, вход считывания, адресные входы, информационные входы, вход синхронизации, информационные выходы, выход сигнала при возникновении ошибки, вход установки в нулевое состояние, вход записи, вход считывания, адресные входы, вход синхронизации подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому, пятому входам узла памяти, информационные входы подключены к шестым входам узла памяти и к входам входного кодирующего устройства, выходы которого подключены к седьмым входам узла памяти, информационные выходы узла памяти подключены к входам выходного блока кодирования и к первым входам блока элементов И, выходы выходного блока кодирования подключены к первым входам блока выявления ошибки, вторые входы которого подключены к выходам контрольных разрядов узла памяти, а выходы подключены к входам блока элементов ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход блока элементов И и второй вход элемента И подключены к входу синхронизации, выходы первого блока элементов И являются информационными выходами устройства, выход элемента И является выходом сигнала "Ошибка", отличающееся тем, что входной блок кодирования формирует значение контрольного разряда r1 путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r1 = y3 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11, значение контрольного разряда r2 - путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r2 = y2 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11, значение контрольного разряда r3 - путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r3 = y1 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12, выходной блок кодирования, формирующий значения проверочных контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, путем сложения по модулю 2 информационных символов y1p,y2p,y3p, y4p,y5p,y6p, y7p,y8p,y9p, y10p,y11p,y12p, поступающих на его входы при считывании информации с информационных выходов узла памяти, в соответствии с правилом: r1p = y3p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p; r2p = y2p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p; r3p = y1p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y10p ⊕ y11p ⊕ y12p, блок выявления ошибки осуществляет поразрядное сложения по mod2 значений контрольных разрядов r1S, r2S и r3S, считываемых с вторых выходов узла 1 памяти соответственно с значениями контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, сформированных на выходах выходного блока 3 кодирования.This goal is achieved in that a useful model of a data storage and transmission device with the detection of single and double errors, containing a memory node, an input coding unit that generates the values of the control bits r 1 , r 2 and r 3 , an output coding unit that generates the values of the control control bits r 1p , r 2p , r 3p , error detection block, block of OR elements, block of AND elements, AND element, input of setting the device to zero, write input, read input, address inputs, information inputs, synchronization input, inf formation outputs, signal output in case of an error, zero input, write input, read input, address inputs, synchronization input are connected respectively to the first, second, third and fourth, fifth inputs of the memory node, information inputs are connected to the sixth inputs of the memory node and to the inputs of the input encoder, the outputs of which are connected to the seventh inputs of the memory node, the information outputs of the memory node are connected to the inputs of the output coding block and to the first inputs of the block of elements AND, the output The output coding block is connected to the first inputs of the error detection block, the second inputs of which are connected to the outputs of the control bits of the memory node, and the outputs are connected to the inputs of the block of OR elements, the output of which is connected to the first input of the AND element, the second input of the AND block and the second input of the element And connected to the synchronization input, the outputs of the first block of elements AND are information outputs of the device, the output of the element AND is the output of the "Error" signal, characterized in that the input coding unit generates the control discharge r 1 by adding modulo 2 information symbols y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 , y 10 , y 11 , y 12 its inputs, in accordance with the rule: r 1 = y 3 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 , the value of the control digit r 2 - by adding modulo 2 information symbols y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 , y 10 , y 11 , y 12 coming to its inputs, in accordance with the rule: r 2 = y 2 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 , the value of the control digit r 3 - by adding modulo 2 information symbols y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 , y 10 , y 11 , y 12 coming to its inputs, in accordance with the rule: r 3 = y 1 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 , the output coding block that generates the values of the test check bits r 1p , r 2p , r 3p , by adding modulo 2 information symbols y 1p , y 2p , y 3p , y 4p , y 5p , y 6p , y 7p , y 8p , y 9p , y 10p , y 11p , y 12p , arriving at inputs when reading information from the information outputs of the memory node, in accordance with the rule: r 1p = y 3p ⊕ y 6 p ⊕ y 7p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ; r 2p = y 2p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ; r 3p = y 1p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 6p ⊕ y 7p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ⊕ y 12p , the error detection unit performs bitwise addition mod2 of the values of the control bits r 1S , r 2S and r 3S , read from the second the outputs of the memory node 1, respectively, with the values of the control bits r 1p , r 2p , r 3p , formed at the outputs of the output coding unit 3.
На фиг. 1 представлена блок-схема полезной модели устройства хранения и передачи данных с обнаружением одиночных и двойных ошибок. Полезная модель содержит: узел 1 памяти, входной блок 2 кодирования, выходной блок 3 кодирования, блок 4 выявления ошибки, блок 5 элементов И, элемент 6 И, блок 7 элементов ИЛИ, вход 8 установки в нулевое состояние, вход 9 записи, вход 10 считывания, адресные входы 11, информационные входы 12, вход 13 синхронизации, информационные выходы 14, выход 15 "Ошибка".In FIG. 1 is a block diagram of a utility model of a data storage and transmission device with detection of single and double errors. The utility model contains:
Вход 8 установки в нулевое состояние, вход 9 записи, вход 10 считывания, адресные входы 11, вход 13 синхронизации подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому, пятому входам узла 1 памяти, информационные входы 12 подключены к шестым входам узла 1 памяти и к входам входного кодирующего устройства 2, выходы которого подключены к седьмым входам узла 1 памяти, информационные выходы узла 1 памяти подключены к входам выходного блока 3 кодирования и к первым входам блока 5 элементов И, выходы выходного блока 3 кодирования подключены к первым входам блока 4 выявления ошибки вторые входы которого подключены к выходам контрольных разрядов узла 1 памяти, а выходы подключены к входам блока 7 элементов ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента 6 И, второй вход блока элементов 5 И и второй вход элемента 6 И подключены к входу 13 синхронизации, выходы блока 5 элементов И являются информационными выходами устройства, выход элемента 6 И является выходом сигнала "Ошибка", отличающееся тем, что входной блок кодирования, формирует значение контрольного разряда r1 путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом:The zero input 8, the write input 9, the read input 10, the address inputs 11, the synchronization input 13 are connected to the first, second, third and fourth, fifth inputs of the memory node 1, respectively, the information inputs 12 are connected to the sixth inputs of the memory node 1 and to the inputs of the input encoder 2, the outputs of which are connected to the seventh inputs of the memory node 1, the information outputs of the memory node 1 are connected to the inputs of the output coding unit 3 and to the first inputs of the block 5 elements And, the outputs of the output coding unit 3 are connected to the first inputs of the error detection unit 4, the second inputs of which are connected to the outputs of the control bits of the memory unit 1, and the outputs are connected to the inputs of the OR unit 7, the output of which is connected to the first input of the 6 AND element, the second input of the 5 AND element block and the second input of the 6 AND element connected to the input 13 of the synchronization unit 5 outputs of AND gates are outputs information device 6 and an output of the output signal is "Error", characterized in that the input encoding unit generates the discharge control value of addition by r 1 Ia modulo 2 information symbols y 1, y 2, y 3, y 4, y 5, y 6, y 7, y 8, y 9, y 10, y 11, y 12 received at its inputs, in accordance with rule:
r1 = y3 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11, значение контрольного разряда r2 - путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r2 = y2 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11, значение контрольного разряда r3 - путем сложения по модулю 2 информационных символов y1,y2,y3, y4,y5,y6, y7,y8,y9, y10,y11,y12, поступающих на его входы, в соответствии с правилом: r3 = y1 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12, выходной блок 3 кодирования, формирующий значения проверочных контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, путем сложения по модулю 2 информационных символов y1p,y2p,y3p, y4p,y5p,y6p, y7p,y8p,y9p, y10p,y11p,y12p, поступающих на его входы при считывании информации с информационных выходов узла памяти в соответствии с правилом:r 1 = y 3 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 , the value of the control digit r 2 - by adding
r1p = y3p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p; r2p = y2p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p; r3p = y1p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y10p ⊕ y11p ⊕ y12p, блок 4 выявления ошибки осуществляет поразрядное сложения по mod2 значений контрольных разрядов r1S, r2S и r3S, считываемых с вторых выходов узла 1 памяти соответственно с значениями контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, сформированных на выходах выходного блока 3 кодирования.r 1p = y 3p ⊕ y 6 p ⊕ y 7p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ; r 2p = y 2p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ; r 3p = y 1p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 6p ⊕ y 7p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ⊕ y 12p ,
Узел 1 памяти, в данном случае, представляет собой статическое полупроводниковое оперативное устройство памяти и предназначен для хранения кодовых слов: УК = y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9, y10 y11 y12 r1 r2 r3, полученных при кодировании исходной информации.The
Входной блок 2 кодирования предназначен для формирования значений контрольных разрядов r1, r2, r3, путем сложения по mod2 информационных символов в соответствии с правилом:The
r1 = y3 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11;r 1 = y 3 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ;
r2 = y2 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11;r 2 = y 2 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ;
r3 = y1 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12.r 3 = y 1 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 .
Выходной блок 3 кодирования предназначен формирования значений проверочных контрольных разрядов r1p, r2p, r3p, путем сложения по mod2 информационных символов, полученных при считывании информации с узла 1 памяти в соответствии с правилом:The
r1p = y3p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p;r 1p = y 3p ⊕ y 6 p ⊕ y 7p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ;
r2p = y2p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y8p ⊕ y9p ⊕ y10p ⊕ y11p;r 2p = y 2p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 8p ⊕ y 9p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ;
r3p = y1p ⊕ y4p ⊕ y5p ⊕ y6p ⊕ y7p ⊕ y10p ⊕ y11p ⊕ y12p.r 3p = y 1p ⊕ y 4p ⊕ y 5p ⊕ y 6p ⊕ y 7p ⊕ y 10p ⊕ y 11p ⊕ y 12p .
Блок 4 выявления ошибки предназначен для обнаружения ошибки в кодовом слове при считывании информации с узла 1 памяти путем сложения по mod2 значений контрольных разрядов r1S, r2S и r3S, считываемых с вторых выходов узла 1 памяти, соответственно с значениями контрольных разрядов r1p, r2p и r3p, сформированных на выходах выходного блока 3 кодирования:
λ1=r1S ⊕ r1p;λ 1 = r 1S ⊕ r 1p ;
λ2=r2S ⊕ r2p;λ 2 = r 2S ⊕ r 2p ;
λ3=r3S ⊕ r3p.λ 3 = r 3S ⊕ r 3p .
Нулевой результат суммы свидетельствует об отсутствии ошибки, и ее наличии в противном случае.A zero result of the sum indicates the absence of an error, and its presence otherwise.
Выходы λ1, λ2, λ3 блока 4 выявления ошибки объединены в один выход первым элементом 7 ИЛИ, значение сигнала на данном выходе поступает первый вход элемента 6 И.The outputs λ 1 , λ 2 , λ 3 of the
Считывание выходной информации с выходов 14 устройства проводится при поступлении сигнала с входа 13 синхронизации на второй вход блока 5 элементов И и второй вход элемента 6 И.Reading the output information from the
Устройство работает следующим образом. Перед началом работы устройства, на вход 8 "Установки в нулевое состояние" подается единичный сигнал, который переводит узел 1 памяти в нулевое состояние.The device operates as follows. Before starting the operation of the device, a single signal is applied to input 8 of the "Set to zero state", which transfers the
При записи информации в узел 1 памяти, подается единичный сигнал на вход 9 записи, адресные входы 11 и информационные входы 12.When recording information in the
Например, на информационные входы поступает двенадцатиразрядное слово, имеющие в своих разрядах следующие значения: .For example, a twelve-digit word arriving at the information inputs has the following meanings in its ranks: .
Входной блок 2 кодирования сформирует значения контрольных разрядов:The
r1 = y3 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11 = 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 = 1;r 1 = y 3 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 = 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 = 1;
r2 = y2 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11 = 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 = 0;r 2 = y 2 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 = 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 = 0;
r3 = y1 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12 = 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 = 0.r 3 = y 1 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 = 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 = 0.
В результате имеем кодовое слово: (последние четыре разряда являются контрольными разрядами), которое записывается в узле 1 памяти.As a result, we have a codeword: (the last four digits are the control digits), which is recorded in the
При считывании информации с узла 1 памяти, второй блок 3 кодирования, относительно принятой информации, сформирует значения контрольных разрядов: Rp={r1p, r2p, r3p,}={100}When reading information from the
Если ошибок нет, то имеем результат: R=(100), Rp=(100), RS=(100), λ=(000).If there are no errors, then we have the result: R = (100), R p = (100), R S = (100), λ = (000).
Пусть произошла одиночная ошибка во первом информационном разряде: .Let there be a single error in the first information category: .
На выходе второго блока 3 кодирования имеем результат: Rp=(101), а с вторых выходов узла 1 памяти считывается значения переданных контрольных разрядов RS=(100).At the output of the
В этом случае сигналы на выходе блока 4 выявления ошибки принимают значение: λ=(001).In this case, the signals at the output of the
Соответственно на выходе блока 5 ИЛИ появится единичное значение сигнала, которое при поступлении сигнала с входа 13 синхронизации, поступит на вход элемента 6 И на выходе которого появится значение сигнала "Ошибка".Accordingly, at the output of the
Аналогичным образом устройство работает при возникновении двойных ошибок.Similarly, the device works when double errors occur.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Патент на полезную модель №161373 "Контролируемое устройство хранения и передачи информации" / Бутранов А.С., Павлов А.А., Царьков А.Н. и др. от 29.03.2016 г.1. Patent for utility model No. 161373 "Controlled device for storing and transmitting information" / Butranov A.S., Pavlov A.A., Tsarkov A.N. et al. dated March 29, 2016
2. Патент на полезную модель №169207 "Устройство хранения и передачи данных с обнаружением ошибок" / Корсунский Д.А., Лебедев В. Л., Машевич П.Р.. Павлов А. А., Плис Н.И., Стешенко В.Б., Хамаганов К.Б., Царьков А.Н. Царьков А.Н. и др. от 17.10.2016 г.2. Patent for utility model No. 169207 "Data storage and transmission device with error detection" / Korsunsky DA, Lebedev V.L., Mashevich P.R. Pavlov A.A., Plis N.I., Steshenko V.B., Khamaganov K.B., Tsarkov A.N. Tsarkov A.N. and others from 10.17.2016.
Приложение к заявке на полезную модель «Устройство хранения и передачи данных с обнаружением одиночных и двойных ошибок»Appendix to the application for the utility model “Storage and data transmission device with detection of single and double errors”
1. Введение1. Introduction
С увеличением сложности современных систем управления и обработки информации (СУОИ), а также в экстремальных условиях работы (воздействий электромагнитных или радиационных излучений и т.п.), возрастает вероятность появления ошибок в обрабатываемой информации.With the increasing complexity of modern information management and processing systems (ICS), as well as in extreme working conditions (exposure to electromagnetic or radiation radiation, etc.), the likelihood of errors in the processed information increases.
От безошибочной работы ЗУ в большой степени зависит правильность работы всего вычислительного канала СУОИ.The correct operation of the entire computing channel of the SDMS to a large extent depends on the error-free operation of the memory device.
Одним из перспективных направлений обеспечения достоверности функционирования СУОИ, является разработка контролируемых запоминающих устройств на основе алгебраических линейных кодов, обеспечивающих автоматическое обнаружение ошибок.One of the promising directions of ensuring the reliability of the operation of an IMSS is the development of controlled storage devices based on linear algebraic codes that provide automatic error detection.
В связи с этим корректирующий код, используемый для защиты данных устройств, должен удовлетворять, как минимум, следующим требованиям:In this regard, the correction code used to protect these devices must satisfy at least the following requirements:
обеспечить минимальное время на кодирование и декодирование информации;provide minimum time for encoding and decoding information;
обладать минимальной информационной избыточностью;have minimal information redundancy;
иметь минимальные аппаратурные затраты, связанные с кодированием и декодированием информации и хранением значений контрольных разрядов.have minimal hardware costs associated with encoding and decoding information and storing the values of the control bits.
Для выполнения первого требования используются алгебраические линейные корректирующие коды с синдромным декодированием (циклическая процедура кодирования и декодирование информации требует больших временных затрат).To fulfill the first requirement, algebraic linear correction codes with syndromic decoding are used (a cyclic encoding procedure and information decoding is time-consuming).
При обнаружении ошибки кратности t, для кодового расстояния d, необходимо обеспечить выполнение условия:If an error of multiplicity t is detected, for the code distance d, it is necessary to satisfy the condition:
d≥t+1.d≥t + 1.
В настоящее время для защиты устройств хранения информации широко используются коды, корректирующие одиночные и обнаруживающие двойные ошибки, в частности, совершенные систематические коды Хэмминга. В этом случае число контрольных разрядов r для кода, корректирующего одиночную ошибку, определяется выражением:Currently, codes that correct single and double errors, in particular, perfect systematic Hamming codes, are widely used to protect information storage devices. In this case, the number of check bits r for the code correcting a single error is determined by the expression:
где n=k+r, k - число информационных разрядов.where n = k + r, k is the number of information bits.
В этом случае проверочная матрица кода Хэмминга состоит из всех различных ненулевых векторов длины r.In this case, the verification matrix of the Hamming code consists of all different nonzero vectors of length r.
Так как для данного кода d=3, то он может использоваться для обнаружения двойных ошибок при возникновении сбоев в устройствах хранения и передачи информации.Since d = 3 for a given code, it can be used to detect double errors in the event of malfunctions in information storage and transmission devices.
В то же время, для обеспечении сбоеустойчивости устройств хранения информации, существует необходимость разработки методов построения корректирующих линейных кодов с синдромным декодированием, обнаруживающих все одиночные (нечетные) ошибки и максимальное количество двойных (четных) ошибок при минимальной аппаратурной и информационной избыточности.At the same time, to ensure the fault tolerance of information storage devices, there is a need to develop methods for constructing corrective linear codes with syndrome decoding that detect all single (odd) errors and the maximum number of double (even) errors with minimal hardware and information redundancy.
Рассмотрим правила построения кодов, имеющих высокую обнаруживающую способность двойных ошибок.Consider the rules for constructing codes with a high detecting ability of double errors.
2. Правила построения корректирующих кодов, повышенной обнаруживающей способности2. Rules for constructing corrective codes, increased detecting ability
Для формирования контрольных разрядов корректирующего кода, обладающего указанными свойствами, вначале используем известную процедуру построения двумерного итеративного кода, которая заключается в следующем.To form the control bits of the correction code with the indicated properties, we first use the well-known procedure for constructing a two-dimensional iterative code, which is as follows.
Правило 1. Двоичное слово Y, содержащие k информационных символов, разбивается на m=k/b информационных блоков (под информационным блоком будем понимать число информационных разрядов, не превышающих значение b). Пусть b кратно k.
Полученные информационные блоки представляют в виде информационной матрицы:The resulting information blocks are presented in the form of an information matrix:
В результате имеем информационную матрицу, имеющую m-строк и b-столбцов. Пусть: z=(b+m) - нечетное число; m≥b+1.As a result, we have an information matrix having m-rows and b-columns. Let: z = (b + m) be an odd number; m≥
Затем осуществляется кодирование информации по методу четности (путем сложения по mod 2 символов строк и столбцов полученной матрицы). В результате имеем матрицу кодирования двумерного итеративного кода, позволяющего обнаруживать и исправлять любую одиночную ошибку:Then the information is encoded using the parity method (by adding
где {s1, s2, …, sb} - вектор четности столбцов; {sb+1, sb+2, …, sz} - вектор четности строк.where {s 1 , s 2 , ..., s b } is the column parity vector; {s b + 1 , s b + 2 , ..., s z } is the line parity vector.
Векторы четности строк и столбцов образуют совокупность проверок для контрольных разрядов итеративного кодаThe parity vectors of rows and columns form a set of checks for the control bits of the iterative code
Rl={r1, r2, …, rz} или Rl=rh+ru, rh=log2b, ru=log2(b+z+1).R l = {r 1 , r 2 , ..., r z } or R l = r h + r u , r h = log 2 b, r u = log 2 (b + z + 1).
При коррекции одиночной ошибки .When correcting a single error .
При получении кодовой комбинации относительно информационных разрядов повторно формируется значения контрольных разрядов .Upon receipt of a code combination with respect to information bits, the values of the control bits are re-formed .
Разница между переданными значениями контрольных разрядов и полученными после приема информации образует синдром ошибки Е.The difference between the transmitted values of the control bits and received after receiving the information forms the syndrome of error E.
Rl={r1, r2, …, rz}R l = {r 1 , r 2 , ..., r z }
При этом разряды синдрома ошибки {e1, e2, …, eb} (полученные относительно вектора четности столбцов) указывают ошибочный разряд в блоке информации, а разряды {eb+1, eb+2, …, ez} (полученные относительно вектора четности строк) указывают модуль информации, имеющей ошибку.In this case, the bits of the error syndrome {e 1 , e 2 , ..., e b } (obtained with respect to the column parity vector) indicate an erroneous bit in the information block, and the bits {e b + 1 , e b + 2 , ..., e z } ( obtained with respect to the line parity vector) indicate the module of information having an error.
Если разряды синдрома ошибки {e1, e2, …, eb} имеют нулевые значения, а в разрядах {eb+1, eb+2, …, ez} имеются единичные значения (и наоборот), то это свидетельствует о наличии ошибок в контрольных разрядах.If the bits of the error syndrome {e 1 , e 2 , ..., e b } have zero values, and in the bits {e b + 1 , e b + 2 , ..., e z } there are single values (and vice versa), then this indicates the presence of errors in the control bits.
Недостатком рассмотренного корректирующего кода является большая избыточность.The disadvantage of the considered correction code is the large redundancy.
Правило 2. Минимизация числа контрольных разрядов для предлагаемого метода кодирования информации осуществляется логарифмированием суммы строк и столбцов матрицы кодирования двумерного итеративного кода (2).
В этом случае число контрольных разрядов, определяется выражением:In this case, the number of control bits is determined by the expression:
Причем:Moreover:
При сохранении длины кода n, уменьшение проверочных символов в проверочной матрице неизбежно приводит к появлению повторяющихся столбцов и, как следствие, к невозможности обнаружения некоторых двойных ошибок.While maintaining the code length n, reducing the check characters in the check matrix inevitably leads to the appearance of duplicate columns and, as a result, to the inability to detect some double errors.
Количество повторений одного и того же столбца равно:The number of repetitions of the same column is:
если n делится без остатка.if n is divisible without remainder.
Если при делении имеем остаток β, то имеем β столбцов, у которых число повторений равно α+1.If during division we have the remainder β, then we have β columns for which the number of repetitions is α + 1.
В этом случае число необнаруженных ошибок определяется выражением:In this case, the number of undetected errors is determined by the expression:
Следовательно, вероятность появления необнаруженных комбинаций кода составляет:Therefore, the probability of occurrence of undetected code combinations is:
Пример. Допустим, имеем двенадцать информационных разрядов, для которых построим матрицу кодирования:Example. Suppose we have twelve information bits for which we construct a coding matrix:
Количество строк и столбцов матрицы кодирования равно семи.The number of rows and columns of the coding matrix is seven.
Требуемое число контрольных разрядов: r*=log27=3, Соответственно длина кода равна 15.The required number of control bits: r * =
Проверочная матрица Н кода имеет следующий вид:The verification matrix H of the code has the following form:
Проверки для формирования значений контрольных разрядов определяются выражением:Checks for the formation of the values of the control bits are determined by the expression:
r1 = y3 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12;r 1 = y 3 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 ;
r2 = y2 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12;r 2 = y 2 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 ;
r3 = y1 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12.r 3 = y 1 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 .
В таблице 1 представлены значения синдромов при возникновении одиночных и двойных ошибок в информационных и контрольных разрядах относительно кодового слова: .Table 1 presents the values of the syndromes when single and double errors occur in the information and control bits relative to the code word: .
Примечание.Note.
1. Из 120 одиночных и двойных ошибок не обнаруживаются 9 двойных ошибок, или 7,5% от возможного числа ошибок (необнаруженные двойные ошибки выделены жирным шрифтом).1. Of the 120 single and double errors, 9 double errors are not detected, or 7.5% of the possible number of errors (undetected double errors are shown in bold).
Таким образом, при кодировании двенадцати информационных разрядов предлагаемым методом, для обнаружения одиночных и двойных ошибок потребует три контрольных разряда.Thus, when encoding twelve information bits by the proposed method, it will require three control bits to detect single and double errors.
При использовании предлагаемого метода для построения кодирующего устройства потребуется 21 сумматор по mod 2. Для построения декодирующего устройства потребуется 21 сумматора по mod 2 и три сумматора по mod 2 для формирования синдрома ошибки, Итого - 45 сумматоров по mod 2.When using the proposed method for constructing an encoding device, 21 adders of
Правило 3. Для сокращения аппаратурных затрат на построение декодирующего устройства желательно дополнять столбцы проверочной матрицы, содержащие наименьшее количество единиц.
В этом случае проверочная матрица H2 для рассматриваемого кода имеет вид:In this case, the verification matrix H 2 for the code in question has the form:
Проверки для формирования значений контрольных разрядов, содержат на два сумматора по mod 2 меньше и определяются выражением:Checks for forming the values of the control bits contain two adders with
r1 = y3 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11;r 1 = y 3 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ;
r2 = y2 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y8 ⊕ y9 ⊕ y10 ⊕ y11;r 2 = y 2 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 8 ⊕ y 9 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ;
r3 = y1 ⊕ y4 ⊕ y5 ⊕ y6 ⊕ y7 ⊕ y10 ⊕ y11 ⊕ y12.r 3 = y 1 ⊕ y 4 ⊕ y 5 ⊕ y 6 ⊕ y 7 ⊕ y 10 ⊕ y 11 ⊕ y 12 .
Для рассматриваемого кода, в таблице 2 представлены значения синдромов при возникновении одиночных и двойных ошибок в информационных и контрольных разрядах относительно кодового слова: .For the code in question, table 2 presents the values of the syndromes when single and double errors occur in the information and control bits relative to the code word: .
Таким образом при построении кодирующего (декодирующего) устройства потребуется 19 сумматоров, т.е. аппаратурные затраты сократятся на четыре сумматора по mod 2.Thus, when constructing an encoding (decoding) device, 19 adders, i.e. hardware costs will be reduced by four
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121464U RU175054U1 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH SINGLE AND DOUBLE ERRORS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121464U RU175054U1 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH SINGLE AND DOUBLE ERRORS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175054U1 true RU175054U1 (en) | 2017-11-16 |
Family
ID=60328849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017121464U RU175054U1 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH SINGLE AND DOUBLE ERRORS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175054U1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2297030C2 (en) * | 2004-07-14 | 2007-04-10 | Институт Инженерной Физики Российская Федерация (Ииф Рф) | Self-correcting information storage device |
RU2403615C2 (en) * | 2009-01-27 | 2010-11-10 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Device for storing and transferring information with double error detection |
RU2448359C1 (en) * | 2011-04-05 | 2012-04-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Apparatus for storing and transmitting data with error correction in data byte and error detection in data bytes |
US20140056068A1 (en) * | 2010-01-27 | 2014-02-27 | Fusion-Io, Inc. | Configuring storage cells |
US20140149824A1 (en) * | 2011-07-27 | 2014-05-29 | Erik Ordentlich | Method and system for reducing write-buffer capacities within memristor-based data-storage devices |
RU2534499C2 (en) * | 2013-03-25 | 2014-11-27 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Data storage and transmission device with error correction in two information bytes |
RU161373U1 (en) * | 2015-12-16 | 2016-04-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | CONTROLLED STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121464U patent/RU175054U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2297030C2 (en) * | 2004-07-14 | 2007-04-10 | Институт Инженерной Физики Российская Федерация (Ииф Рф) | Self-correcting information storage device |
RU2403615C2 (en) * | 2009-01-27 | 2010-11-10 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Device for storing and transferring information with double error detection |
US20140056068A1 (en) * | 2010-01-27 | 2014-02-27 | Fusion-Io, Inc. | Configuring storage cells |
RU2448359C1 (en) * | 2011-04-05 | 2012-04-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Apparatus for storing and transmitting data with error correction in data byte and error detection in data bytes |
US20140149824A1 (en) * | 2011-07-27 | 2014-05-29 | Erik Ordentlich | Method and system for reducing write-buffer capacities within memristor-based data-storage devices |
RU2534499C2 (en) * | 2013-03-25 | 2014-11-27 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Data storage and transmission device with error correction in two information bytes |
RU161373U1 (en) * | 2015-12-16 | 2016-04-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | CONTROLLED STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8806295B2 (en) | Mis-correction and no-correction rates for error control | |
US8117526B2 (en) | Apparatus and method for generating a transmit signal and apparatus and method for extracting an original message from a received signal | |
CN111628780B (en) | Data encoding and decoding method and data processing system | |
JP2011514743A (en) | Method and system for detecting and correcting phased burst errors, erasures, symbol errors, and bit errors in received symbol sequences | |
JPS6349245B2 (en) | ||
US3688265A (en) | Error-free decoding for failure-tolerant memories | |
RU2403615C2 (en) | Device for storing and transferring information with double error detection | |
RU2448359C1 (en) | Apparatus for storing and transmitting data with error correction in data byte and error detection in data bytes | |
RU164633U1 (en) | STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH ERROR DETECTION | |
US7093183B2 (en) | Symbol level error correction codes which protect against memory chip and bus line failures | |
US3766521A (en) | Multiple b-adjacent group error correction and detection codes and self-checking translators therefor | |
US10153788B2 (en) | Detection of multiple bit errors in random access memories | |
US8694850B1 (en) | Fast erasure decoding for product code columns | |
RU2637426C1 (en) | Device for storing and transmitting data with error detection | |
RU175054U1 (en) | STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH SINGLE AND DOUBLE ERRORS | |
RU2450332C1 (en) | Information storage device with single and double error detection | |
JP2732862B2 (en) | Data transmission test equipment | |
RU2450331C1 (en) | Apparatus for storing and transmitting data with single error correction in data byte and arbitrary error detection in data bytes | |
RU2542665C1 (en) | Device of data storage and transmission with detection and correction of errors in information bytes | |
RU169207U1 (en) | ERROR DATA STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE | |
RU106771U1 (en) | DEVICE FOR STORAGE AND TRANSFER OF DATA WITH CORRECTION OF ERRORS IN THE BYTE OF INFORMATION AND DETECTION OF ERRORS IN THE BYtes OF INFORMATION | |
RU107606U1 (en) | STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH SINGLE ERROR CORRECTION IN THE BYTE OF INFORMATION AND DETECTION OF ARRIVAL ERRORS IN THE BYTE OF INFORMATION | |
Faraj | ’Design Error Detection and Correction System based on Reed_Muller Matrix for Memory Protection’ | |
RU76479U1 (en) | MEMORY DEVICE WITH DUAL ERROR DETECTION | |
RU2816550C1 (en) | Information storage and reading device with single error correction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190621 |