RU2060602C1

RU2060602C1 - Device for multichannel data processing

Info

Publication number: RU2060602C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Ткаченко; С.А. Красиков
Original assignee: Краснодарское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск
Priority date: 1992-01-13
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: automatic control, computer engineering, data transmission systems for multichannel data processing with dependable errors in reductant-code systems. SUBSTANCE: device has monitoring units 1.1-1.n, first shift registers 2.1-2. n, multiplexor 3, error analyzing unit 4 incorporating comparison unit, and second shift registers and counters whose quantity depends on number of channels. EFFECT: provision for data processing in channels using monitoring ability of noise-immune codes. 2 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и системам передачи информации и предназначено для многоканальной обработки информации с зависимыми ошибками в системах с избыточным кодированием. The invention relates to automation, computer engineering and information transfer systems and is intended for multichannel information processing with dependent errors in systems with excessive coding.

Известно резервированное устройство (авт.св. СССР N 723576, кл. G 06 F 11/00, 1977), содержащее два резервируемых блока, элемент сравнения, элементы И, ИЛИ. Его недостаток неспособность многоканальной обработки информации (число каналов ≥ 3). A redundant device is known (ed. St. USSR N 723576, class G 06 F 11/00, 1977) containing two redundant blocks, a comparison element, AND, OR elements. Its disadvantage is the inability of multi-channel information processing (number of channels ≥ 3).

Известны трехканальные резервированные устройства (авт. св. СССР N 463972, кл. G 06 F 11/00, 1972; авт.св. СССР N 1115256, кл Н 05 К 11/00, 1983), содержащие по три канала с резервированными блоками, мажоритарными элементами. Их недостатки неспособность обработки информации, поступающей более чем по трем каналам, а также способность коррекции только независимых ошибок. Known three-channel redundant devices (ed. St. USSR N 463972, class G 06 F 11/00, 1972; autor. USSR N 1115256, class N 05 K 11/00, 1983) containing three channels with redundant blocks , majority elements. Their shortcomings are the inability to process information coming through more than three channels, and the ability to correct only independent errors.

Наиболее близким по технической сущности является трехканальное резервированное устройство (авт.св. СССР N 618875, кл. Н 05 К 10/00, 1976), содержащее в каждом канале резервированный блок, соединенный с блоком контроля, двухвходовый элемент И, к входам которого подключены выходы блоков контроля соседних каналов и мажоритарный элемент, к информационным входам которого подключены выходы резервируемых блоков, элемент ИЛИ и трехвходовый элемент И, входы которого подключены к выходам блоков контроля соседних каналов и резервированного блока данного канала, а выход к первому входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход мажоритарного элемента, управляющий вход которого соединен с выходом двухвходового элемента И. The closest in technical essence is a three-channel redundant device (ed. St. USSR N 618875, class N 05 K 10/00, 1976), containing in each channel a redundant unit connected to a control unit, a two-input element And, to the inputs of which are connected the outputs of the control units of adjacent channels and the majority element, to the information inputs of which the outputs of the reserved blocks are connected, the OR element and a three-input element And, the inputs of which are connected to the outputs of the control units of adjacent channels and the redundant block of this Nala, and output to the first input of the OR gate, to whose second input connected to the output of the majority element, a control input coupled to an output element of the two-input I.

Недостаток этого устройства неспособность n-канальной обработки информации с зависимыми ошибками. The disadvantage of this device is the inability of n-channel information processing with dependent errors.

Цель изобретения обеспечение возможности n-канальной обработки информации с зависимыми ошибками. The purpose of the invention is the possibility of n-channel processing of information with dependent errors.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее n блоков контроля (БК) (для общего случая) введены n регистров сдвига, мультиплексор и устройство анализа (УА), которое содержит n регистров сдвига УА, n счетчиков и устройство сравнения, причем i-й вход устройства соединен с входом i-го регистра и входом i-го устройства контроля (УК) (i

), контрольный выход которого соединен с i-м входом УА, выход которого соединен с входом управления мультиплексора, i-й вход которого соединен с выходом i-го регистра, а выход является выходом устройства, i-й вход УА является суммирующим входом i-го счетчика и входом i-го регистра УА, выход которого соединен с вычитающим входом i-го cчетчика, выход которого соединен с i-м входом устройства сравнения, выход которого является выходом УА.This is achieved by the fact that in the device containing n control units (BC) (for the general case), n shift registers, a multiplexer and an analysis device (UA) are introduced, which contains n shift registers of the UA, n counters and a comparison device, the i-th the input of the device is connected to the input of the i-th register and the input of the i-th control device (CC) (i

), the control output of which is connected to the i-th input of UA, the output of which is connected to the control input of the multiplexer, the i-th input of which is connected to the output of the i-th register, and the output is the output of the device, the i-th input of UA is the summing input i- th counter and the input of the i-th register of UA, the output of which is connected to the subtracting input of the i-th counter, the output of which is connected to the i-th input of the comparison device, the output of which is the output of the UA.

Таким образом, сущность изобретения состоит в способности n-канальной обработки информации с зависимыми ошибками путем введения n регистров сдвига, мультиплексора, устройства анализа и соответствующих связей. Thus, the invention consists in the ability of n-channel processing of information with dependent errors by introducing n shift registers, a multiplexer, an analysis device, and corresponding connections.

Резервированные блоки, содержащиеся в схеме прототипа, не имеют непосредственного отношения к работе устройства, они обозначают источники поступления информации и поэтому опущены в предлагаемом устройстве. The redundant blocks contained in the prototype scheme are not directly related to the operation of the device, they indicate the sources of information and therefore are omitted in the proposed device.

Известные устройства неспособны обрабатывать информацию, поступающую в общем случае по каналам, что ограничивает их применение для двух и трех каналов. Known devices are unable to process information received in the General case through the channels, which limits their use for two and three channels.

Предлагаемое устройство построено для n-канальной обработки, где число n можно считать неограниченным. The proposed device is built for n-channel processing, where the number n can be considered unlimited.

Для случая, когда ошибки в каналах зависимы, использование мажоритарной обработки (голосования) неэффективно, так как число "голосов" не является оптимальным решающим критерием. В случае, когда зависимость ошибок в одноименных символах, поступающих по каналам, неизвестна, единственным критерием правильности информации является алгебраическая проверка информации с избыточным кодированием. For the case when the errors in the channels are dependent, the use of majority processing (voting) is inefficient, since the number of "votes" is not the optimal decisive criterion. In the case where the dependence of errors in the symbols of the same name arriving on channels is unknown, the only criterion for the correctness of information is algebraic verification of information with redundant coding.

Таким образом, выбор канала, который прошел алгебраическую проверку и обнаружил минимальное число ошибок, является возможным решением задачи обработки резервируемой информации с зависимыми ошибками. Thus, the choice of a channel that has passed algebraic verification and has detected a minimum number of errors is a possible solution to the problem of processing reserved information with dependent errors.

Работа устройства основана на анализе УА числа ошибок на временном интервале Т и переключении мультиплексора на канал с наименьшим числом ошибок. Интервал Т есть время сдвига единичного сигнала в регистре УА. The operation of the device is based on the analysis of the UA of the number of errors in the time interval T and switching of the multiplexer to the channel with the least number of errors. Interval T is the shift time of a single signal in the UA register.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, которая содержит блоки контроля 1.1-1. n, первые регистры сдвига 2.1-2.n, мультиплексор 3 и блок анализа ошибок 4, при этом i-й вход устройства соединен с входом регистра 2. i и входом УК 1.i (i

), контрольный выход которого соединен с i-м входом УА 4, выход которого соединен с входом управления мультиплексора 3, i-й вход которого соединен с выходом регистра 2.i, а выход является выходом устройства.In FIG. 1 is a structural diagram of a device that contains control units 1.1-1. n, the first shift registers 2.1-2.n, the multiplexer 3 and the error analysis block 4, while the i-th input of the device is connected to the input of register 2. i and the input of UK 1.i (i

), the control output of which is connected to the i-th input of UA 4, the output of which is connected to the control input of multiplexer 3, the i-th input of which is connected to the output of register 2.i, and the output is the output of the device.

На фиг. 2 представлена схема блока 4, которая содержит вторые регистры сдвига 4.1.1 4.1.n, счетчики 4.2.1 4.2.n и блок 4.3 сравнения, причем i-й вход УА 4 (см.фиг.1) является суммирующим входом счетчика 4.2.i и входом регистра 4.1. i, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика 4.2.i, выход которого соединен с i-м входом устройства 4.3 сравнения, выход которого является выходом УА. In FIG. 2 is a diagram of block 4, which contains the second shift registers 4.1.1 4.1.n, counters 4.2.1 4.2.n and block 4.3 of comparison, the i-th input of UA 4 (see figure 1) is the summing input of the counter 4.2. i and register input 4.1. i, the output of which is connected to the subtracting input of the counter 4.2.i, the output of which is connected to the i-th input of the device 4.3 comparison, the output of which is the output of UA.

Блок 1.1 1.n предназначен для контроля информации в каналах. При приеме сверточных кодов в качестве УК может использоваться ключ, генератор проверочного синдрома и сумматор по модулю два на выходе этого генератора, выход сумматора по модулю два является контрольным выходом блока. Block 1.1 1.n is designed to control information in the channels. When receiving convolutional codes, a key, a generator of a test syndrome, and an adder modulo two at the output of this generator can be used as a control code; the output of an adder modulo two is a control output of the block.

Регистры 2.1 2.n представляют собой дискретные элементы задержки, которые компенсируют задержку в выдаче ошибок и позволяют накапливать статистику ошибок в УА 4. Registers 2.1 2.n are discrete delay elements that compensate for the delay in the generation of errors and allow the accumulation of error statistics in UA 4.

Мультиплексор 3 управляемый ключ для считывания наименее искаженной информации с i-го канала. Multiplexer 3 controlled key for reading the least distorted information from the i-th channel.

Блок 4 анализирует количество ошибок на интервале Т, его решающую функцию можно задать формулой
F(t)

На выходе блока 4 формируется (устройством 4.3 сравнения) адрес канала с наименьшим числом ошибок S_i. Регистры 4.1.1 4.1. n представляют собой (аналогично регистрам 2.1 2.n) элементы задержки, которые задерживают сигналы об ошибках (а не информационные сигналы), тем самым постоянно обновляя содержимое счетчиков 4.2.1 4.2.n (соответственно их содержимое S₁, S₂,S_n). Счетчики 4.2.1 4.2.n дискретные интеграторы.Block 4 analyzes the number of errors on the interval T, its decisive function can be set by the formula
F (t)

At the output of block 4, a channel address with the smallest number of errors S _i is formed (by a comparison device 4.3). Registers 4.1.1 4.1. n are (similar to registers 2.1 2.n) delay elements that delay error signals (rather than information signals), thereby constantly updating the contents of the counters 4.2.1 4.2.n (respectively, their contents S ₁ , S ₂ , S _n ) Counters 4.2.1 4.2.n discrete integrators.

Блок 3 сравнения постоянно (по синхротактам) сравнивает содержимое счетчиков 4.2.1 4.2.n и выдает на вход мультиплексора 3 адрес канала обработки с наименьшим числом ошибок. Comparison unit 3 constantly (on synchro-clocks) compares the contents of counters 4.2.1 4.2.n and outputs to the input of multiplexer 3 the address of the processing channel with the least number of errors.

Введенные в устройство регистры 2.1 2.n сдвига, мультиплексор 3, блок анализа 4 и соответствующие связи обеспечивают работу устройства по назначению и являются существенными отличиями. The shift registers 2.1 2.n introduced into the device, multiplexer 3, analysis unit 4, and corresponding communications ensure the operation of the device as intended and are significant differences.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Информация поступает по n резервированным каналам (входы устройства). Пусть в i-м канале наименьшее число ошибок, тогда УК 1.i на контрольном выходе выдает наименьшее число единичных сигналов, которые суммируются в счетчике 4.2.i и записываются в регистр 4.1.i, одновременно информационная последовательность, контролируемая УК 1. i, сдвигается в регистре 2.i. Так как содержимое счетчика 4.2. i наименьшее, то блок сравнения 4.3 выдает адрес i-го канала на управляющий вход мультиплексора 3, через который информация считывается с регистра 2.i. Information is received via n redundant channels (device inputs). Let the i-th channel have the smallest number of errors, then UK 1.i at the control output gives the smallest number of unit signals that are summed up in counter 4.2.i and are recorded in register 4.1.i, while the information sequence controlled by UK 1. i is shifted in register 2.i. Since the contents of the counter 4.2. i is the smallest, then the comparison block 4.3 provides the address of the i-th channel to the control input of multiplexer 3, through which information is read from register 2.i.

Если в i+1 канале меньшее число ошибок, то УК 1.i+1 выдает наименьшее число единичных сигналов, состояние счетчика 4.2.i+1 уменьшается и блок сравнения 4.3 выдает на вход мультиплексора 3 адрес i+1 канала, информация считывается с регистра 2.i+1. If there are fewer errors in the i + 1 channel, then CC 1.i + 1 produces the smallest number of unit signals, the state of the counter 4.2.i + 1 decreases and the comparison unit 4.3 issues the channel i + 1 address to the input of multiplexer 3, information is read from the register 2.i + 1.

Таким образом, работа устройства заключается в переключении мультиплексора 3, которым управляет блок УА 4. Thus, the operation of the device is to switch the multiplexer 3, which controls the unit UA 4.

Предлагаемое устройство может применяться в резервированных каналах обработки информации с избыточным кодированием. The proposed device can be used in redundant channels of information processing with redundant coding.

Claims

A device for multi-channel information processing, containing, according to the number of channels, information control units, the inputs of which are the corresponding information inputs of the device, characterized in that the first shift registers, as well as a multiplexer and an error number analysis unit, including a comparison unit and the number of channels, second shift registers and counters, the output of each information control unit is connected to the summing input of the corresponding counter and the information input of the corresponding the second shift register, connected by the output with the subtracting input of the corresponding counter, connected by the output to the corresponding input of the comparison unit, connected by the output to the control input of the multiplexer, connected by information inputs to the outputs of the corresponding first shift registers, the information inputs of which are connected to the information inputs of information control units, the multiplexer output is the information output of the device.