RU2297029C2 - Self-correcting device - Google Patents

Self-correcting device Download PDF

Info

Publication number
RU2297029C2
RU2297029C2 RU2004115102/09A RU2004115102A RU2297029C2 RU 2297029 C2 RU2297029 C2 RU 2297029C2 RU 2004115102/09 A RU2004115102/09 A RU 2004115102/09A RU 2004115102 A RU2004115102 A RU 2004115102A RU 2297029 C2 RU2297029 C2 RU 2297029C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
outputs
input
decoder
group
Prior art date
Application number
RU2004115102/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004115102A (en
Inventor
Алексей Николаевич Царьков (RU)
Алексей Николаевич Царьков
Евгений Михайлович Ананьев (RU)
Евгений Михайлович Ананьев
Александр Алексеевич Павлов (RU)
Александр Алексеевич Павлов
Алексей Александрович Павлов (RU)
Алексей Александрович Павлов
Павел Александрович Павлов (RU)
Павел Александрович Павлов
Алексей Витальевич Шандриков (RU)
Алексей Витальевич Шандриков
Надежда Валерьевна Ерёмина (RU)
Надежда Валерьевна Ерёмина
Виктор Николаевич Коршунов (RU)
Виктор Николаевич Коршунов
зов Александр Вениаминович Долгов (RU)
Александр Вениаминович Долговязов
Original Assignee
Институт Инженерной Физики Российская Федерация (Ииф Рф)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Инженерной Физики Российская Федерация (Ииф Рф) filed Critical Институт Инженерной Физики Российская Федерация (Ииф Рф)
Priority to RU2004115102/09A priority Critical patent/RU2297029C2/en
Publication of RU2004115102A publication Critical patent/RU2004115102A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297029C2 publication Critical patent/RU2297029C2/en

Links

Abstract

FIELD: computer engineering, possible use in combination devices, and also in devices for storing and transferring information.
SUBSTANCE: device contains original circuit, four groups of AND elements, group of OR elements, encoding device, register, error syndrome circuit, checks circuit, three decoders, corrector.
EFFECT: increased trustworthiness of device operation.
1 dwg, 1 app

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для повышения достоверности функционирования работы комбинационных устройств, а также устройств хранения и передачи информации (оперативных и постоянных запоминающих устройств ЭВМ и т.п.).The invention relates to computer technology and can be used to increase the reliability of the operation of combinational devices, as well as storage and transmission devices (online and read-only memory computers, etc.).

Известно самокорректирующееся дискретное устройство [1], использующее декодирующее устройство, исправляющее модульные (байтовые) ошибки на основе применения кодов Рида-Соломона, содержащие исходную схему, кодирующее устройство, избыточную схему, декодирующее устройство, включающее схему вычисления синдрома, формирователь мнимых синдромов, дешифратор ошибки в байте, схему вычисления искаженного байта, коммутаторы ошибок, корректор ошибок, входы устройства подключены к входам исходной схемы и к входам кодирующего устройства, выходы кодирующего устройства подключены к входам избыточной схемы, выходы которой подключены к первым входам схемы вычисления синдрома, выходы исходной схемы подключены к вторым входам схемы вычисления синдрома и к первым входам корректора, выходы схемы вычисления синдрома подключены ко входам дешифратора ошибки, выходы которого подключены к вторым входам корректора, выходы корректора являются выходами устройства.A self-correcting discrete device [1] is known that uses a decoding device that corrects modular (byte) errors based on the use of Reed-Solomon codes containing the original circuit, the encoding device, the redundant circuit, the decoding device, including the syndrome calculation circuit, the imaginary syndrome shaper, the error decoder in byte, distorted byte calculation circuit, error switches, error corrector, device inputs are connected to the inputs of the original circuit and to the inputs of the encoder, code outputs the switching device is connected to the inputs of the redundant circuit, the outputs of which are connected to the first inputs of the syndrome calculation circuit, the outputs of the original circuit are connected to the second inputs of the syndrome calculation circuit and to the first inputs of the corrector, the outputs of the syndrome calculation circuit are connected to the inputs of the error decoder, the outputs of which are connected to the second inputs corrector, corrector outputs are device outputs.

Недостатком устройства является низкая достоверность функционирования устройства, так как коды Рида-Соломона позволяют корректировать ошибку в одном байте информации и обнаруживать ошибку в двух байтах информации.The disadvantage of this device is the low reliability of the device, since the Reed-Solomon codes allow you to correct the error in one byte of information and detect an error in two bytes of information.

Наиболее близким по техническому решению является самокорректирующееся дискретное устройство [2], содержащее исходную схему, первое кодирующее устройство, схему синдрома ошибки, дешифратор ошибки, корректор, второе, третье и четвертое кодирующие устройства, с первой по четвертую схемы свертки, схему признака ошибки, элемент ИЛИ, входы устройства подключены к исходной схеме и к входам первого кодирующего устройства, к входам второго кодирующего устройства, а выходы исходной схемы подключены к входам третьего и четвертого кодирующих устройств, к первым входам корректора, выходы которого являются выходами устройства, выходы с первого по четвертое кодирующих устройств подключены соответственно к входам с первой по четвертую схем свертки, выходы первой и третьей схем свертки подключены к входам схемы синдрома ошибки, выходы второй и четвертой схем свертки подключены к входам схемы признака ошибки, выходы схемы синдрома ошибки и признака ошибки подключены к входам дешифратора ошибки, первая группа выходов дешифратора ошибки подключена к вторым входам корректора, а вторая группа выходов подключена к входу элемента ИЛИ, с выхода которого снимается сигнал "отказ устройства".The closest in technical solution is a self-correcting discrete device [2], containing the original circuit, the first coding device, the error syndrome scheme, error decoder, corrector, the second, third and fourth encoding devices, the first to fourth convolution schemes, error symptom scheme, element OR, the inputs of the device are connected to the original circuit and to the inputs of the first encoding device, to the inputs of the second encoding device, and the outputs of the original circuit are connected to the inputs of the third and fourth encoding devices properties to the first inputs of the corrector, the outputs of which are the outputs of the device, the outputs from the first to fourth encoding devices are connected respectively to the inputs from the first to fourth convolution schemes, the outputs of the first and third convolution schemes are connected to the inputs of the error syndrome circuit, the outputs of the second and fourth convolution schemes connected to the inputs of the error flag circuit, the outputs of the error syndrome circuit and the error flag are connected to the inputs of the error decoder, the first group of outputs of the error decoder is connected to the second inputs of the corrector, and the second The output group is connected to the input of the OR element, the output of which is the signal “device failure”.

Недостатком устройства является низкая достоверность функционирования, так как не корректируются ошибки, возникающие одновременно в информационных и контрольных разрядах.The disadvantage of this device is the low reliability of operation, since errors that occur simultaneously in information and control discharges are not corrected.

Целью изобретения является повышение достоверности функционирования устройства за счет коррекции максимального количества ошибок.The aim of the invention is to increase the reliability of the device by correcting the maximum number of errors.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее исходную схему, кодирующее устройство, схему синдрома ошибки, первый дешифратор, корректор, информационные входы устройства подключены к первым входам исходной схемы, выходы которой подключены к первым входам корректора, выходы корректора являются выходами устройства, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит с первого по четвертый элементы И, элемент ИЛИ, регистр, схему проверок, второй дешифратор, третий дешифратор, адресные входы, вход записи, вход считывания, вход "Сброс", причем информационные входы устройства подключены к первым входам первого элемента И, адресные входы подключены к вторым входам исходной схемы и к первым входам регистра, вход записи подключен к третьему входу исходной схемы, к второму входу первого элемента И и к второму входу регистра, вход считывания подключен к четвертому входу исходной схемы, к первому входу второго элемента И, к первому входу третьего элемента И, к первому входу четвертого элемента И и к третьему входу регистра, вход "Сброс" подключен к пятому входу исходной схемы и к четвертому входу регистра, выходы исходной схемы подключены к первым входам схемы проверок и к вторым входам второго элемента И, выходы которого подключены к первым входам элемента ИЛИ, вторые входы которого подключены к выходам первого элемента И, а выходы подключены к входам кодирующего устройства, выходы кодирующего устройства подключены к вторым входам третьего элемента И и к пятым входам регистра, первые входы схемы синдромов ошибки подключены к выходам третьего элемента И, вторые входы подключены к выходам регистра, а выходы подключены к вторым входам схемы проверок и к входам первого дешифратора, выходы которого подключены к первым входам третьего дешифратора, выходы схемы проверок подключены к входам второго дешифратора, выходы которого подключены к вторым входам третьего дешифратора, выходы третьего дешифратора подключены к вторым входам четвертого элемента И, выходы которого подключены к вторым входам корректора.This goal is achieved in that the device containing the original circuit, the encoding device, the scheme of the error syndrome, the first decoder, the corrector, the information inputs of the device are connected to the first inputs of the original circuit, the outputs of which are connected to the first inputs of the corrector, the outputs of the corrector are the outputs of the device, characterized in that it additionally contains first to fourth AND elements, an OR element, a register, a test circuit, a second decoder, a third decoder, address inputs, write input, read input, input " drop ", and the information inputs of the device are connected to the first inputs of the first AND element, the address inputs are connected to the second inputs of the original circuit and to the first inputs of the register, the recording input is connected to the third input of the original circuit, to the second input of the first AND element and to the second input of the register, the read input is connected to the fourth input of the original circuit, to the first input of the second element And, to the first input of the third element And, to the first input of the fourth element And to the third input of the register, the input "Reset" is connected to the fifth input of the original c we are connected to the fourth input of the register, the outputs of the original circuit are connected to the first inputs of the verification circuit and to the second inputs of the second AND element, the outputs of which are connected to the first inputs of the OR element, the second inputs of which are connected to the outputs of the first AND element, and the outputs are connected to the inputs of the encoder , the encoder outputs are connected to the second inputs of the third AND element and to the fifth inputs of the register, the first inputs of the error syndrome circuit are connected to the outputs of the third AND element, the second inputs are connected to the register outputs, and the outputs connected to the second inputs of the test circuit and to the inputs of the first decoder, the outputs of which are connected to the first inputs of the third decoder, the outputs of the test circuit are connected to the inputs of the second decoder, the outputs of which are connected to the second inputs of the third decoder, the outputs of the third decoder are connected to the second inputs of the fourth element And, the outputs of which are connected to the second inputs of the corrector.

На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит: исходную схему 1, первый элемент 2 И, второй элемент 3 И, третий элемент 4 И, четвертый элемент 5 И, элемент 6 ИЛИ, кодирующее устройство 7, регистр 8, схему синдрома ошибки 9, схему проверок 10, первый дешифратор 11, второй дешифратор 12, третий дешифратор 13, корректор 14, информационные входы 15, адресные входы 16, вход 17 записи, вход 18 считывания, вход 19 сброс, выходы 20 устройства.The drawing shows a block diagram of a device. The device comprises: an initial circuit 1, a first element 2 AND, a second element 3 AND, a third element 4 AND, a fourth element 5 AND, an element 6 OR, an encoding device 7, a register 8, an error syndrome scheme 9, a test scheme 10, a first decoder 11 , the second decoder 12, the third decoder 13, the corrector 14, the information inputs 15, the address inputs 16, the input 17 records, input 18 read, input 19 reset, outputs 20 of the device.

Информационные входы 15 устройства подключены к первым входам исходной схемы 1 и к первым входам первого элемента 2 И, выходы исходной схемы 1 подключены к вторым входам второго элемента 3 И, к первым входам схемы 10 проверок и к первым входам корректора 14, выходы корректора 14 являются выходами 20 устройства, адресные входы 16 подключены к вторым входам исходной схемы 1 и к первым входам регистра 8, вход 17 записи подключен к третьему входу исходной схемы, к второму входу первого элемента 2 И и к второму входу регистра 8, вход 18 считывания подключен к четвертому входу исходной схемы 1, к первому входу второго элемента 3 И, к первому входу третьего элемента 4 И, к первому входу четвертого элемента 5 И и к третьему входу регистра 8, вход 19 "Сброс" подключен к пятому входу исходной схемы 1 и к четвертому входу регистра 8, выходы второго элемента 3 И подключены к первым входам элемента 6 ИЛИ, вторые входы которого подключены к выходам первого элемента 2 И, а выходы подключены к входам кодирующего устройства 7, выходы кодирующего устройства 7 подключены к вторым входам третьего элемента 4 И и к пятым входам регистра 8, первые входы схемы 9 синдрома ошибки подключены к выходам третьего элемента 4 И, вторые входы подключены к выходам регистра 8, а выходы подключены к вторым входам схемы 10 проверок и к входам первого дешифратора 11, выходы которого подключены к первым входам третьего дешифратора 13, выходы схемы 10 проверок подключены к входам второго дешифратора 12, выходы которого подключены к вторым входам третьего дешифратора 13, выходы третьего дешифратора 13 подключены к вторым входам четвертого элемента 5 И, выходы которого подключены к вторым входам корректора 14.The information inputs 15 of the device are connected to the first inputs of the original circuit 1 and to the first inputs of the first element 2 AND, the outputs of the original circuit 1 are connected to the second inputs of the second element 3 And, to the first inputs of the circuit 10 checks and to the first inputs of the corrector 14, the outputs of the corrector 14 are the outputs of the device 20, the address inputs 16 are connected to the second inputs of the original circuit 1 and to the first inputs of the register 8, the input 17 of the record is connected to the third input of the original circuit, to the second input of the first element 2 And to the second input of the register 8, the input 18 of the reading is connected to h the fourth input of the original circuit 1, to the first input of the second element 3 And, to the first input of the third element 4 And, to the first input of the fourth element 5 And to the third input of the register 8, input 19 "Reset" is connected to the fifth input of the original circuit 1 and to the fourth input of the register 8, the outputs of the second element 3 AND are connected to the first inputs of the element 6 OR, the second inputs of which are connected to the outputs of the first element 2 AND, the outputs are connected to the inputs of the encoder 7, the outputs of the encoder 7 are connected to the second inputs of the third element 4 AND and by the fifth entrance am 8, the first inputs of circuit 9 of the error syndrome are connected to the outputs of the third element 4 AND, the second inputs are connected to the outputs of register 8, and the outputs are connected to the second inputs of the test circuit 10 and to the inputs of the first decoder 11, the outputs of which are connected to the first inputs of the third decoder 13, the outputs of the test circuit 10 are connected to the inputs of the second decoder 12, the outputs of which are connected to the second inputs of the third decoder 13, the outputs of the third decoder 13 are connected to the second inputs of the fourth element 5 And, the outputs of which are connected to the second corrector inputs 14.

Кодирующее устройство 7 предназначено для:Encoding device 7 is intended for:

1) реализации правых и левых диагональных проверок на основе использования группы сумматоров по mod 2, при записи информации, в соответствии с правилами, представленными в приложении. Диагональные проверки образуют вектор R=r1,r2,...r2l;1) the implementation of right and left diagonal checks based on the use of a group of adders according to mod 2, when recording information, in accordance with the rules presented in the appendix. Diagonal checks form the vector R = r 1 , r 2 , ... r 2l ;

2) формирования (аналогичным образом) вектора контрольных разрядов RП принятого кодового набора на основе информации, считываемой с выходов исходной схемы 1.2) the formation (in a similar way) of the vector of control bits R P of the received code set based on information read from the outputs of the original circuit 1.

Таким образом, в период записи и считывания информации, на выходе кодирующего устройства 7, имеем соответственно векторы контрольных разрядов:Thus, during the recording and reading of information at the output of the encoding device 7, we have, respectively, the vectors of the control bits:

R=r1r2...,r2l,R = r 1 r 2 ..., r 2l ,

RП=rП1rП2...rП2l.R P = r P 1 r P 2 ... r P 2l .

Схема 9 синдрома ошибки представляет собой схему поразрядного сравнения и предназначена для формирования значений синдрома ошибки на основе передаваемой и полученной информации.Scheme 9 of the error syndrome is a bitwise comparison scheme and is intended to generate the values of the error syndrome based on the transmitted and received information.

Регистр 8 предназначен для хранения значений сигналов вектора контрольных разрядов, сформированного при записи информации в исходную схему 1.Register 8 is designed to store the values of the signals of the vector of control bits formed when recording information in the original circuit 1.

Схема 10 проверок по значениям информационных разрядов и значениям разрядов синдрома ошибки формирует вектор дополнительных проверок.Scheme 10 checks on the values of the information bits and the values of the bits of the error syndrome forms a vector of additional checks.

Первый дешифратор 11, при возникновении ошибки формирует на одном из своих выходов единичный сигнал в соответствии с поступающим значением синдрома ошибки.The first decoder 11, when an error occurs, generates a single signal at one of its outputs in accordance with the incoming value of the error syndrome.

Второй дешифратор 12 формирует на одном из своих выходов единичный сигнал в соответствии с поступающим значением дополнительной проверки.The second decoder 12 generates a single signal at one of its outputs in accordance with the incoming value of the additional check.

Третий дешифратор 13 по значениям в соответствии с значением синдрома ошибки и значением дополнительной проверки формирует управляющий сигнал на корректор 14 для исправления ошибочных информационных разрядов.The third decoder 13 according to the values in accordance with the value of the error syndrome and the value of the additional check generates a control signal to the corrector 14 to correct erroneous information bits.

Корректор 14 предназначен для исправления ошибок , возникающих на выходах исходной схемы 1, и реализует функцию относительно управляющих сигналов ui, поступающих с выходов дешифратора:Corrector 14 is designed to correct errors arising at the outputs of the original circuit 1, and implements a function relative to the control signals ui coming from the outputs of the decoder:

Figure 00000003
Figure 00000003

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы на вход 19 подается сигнал, устанавливающий устройство в исходное состояние. При поступлении входной информации на информационные входы 15, адресные входы 16 и сигнала "Запись" на вход 17, информация записывается по указанному адресу в исходной схеме 1. Одновременно она поступает на входы первого элемента 2 И, открытого сигналом со входа 17, и далее через элемент 6 ИЛИ, входная информация поступает на вход кодирующего устройства 7. Кодирующее устройство 7, реализованное на группе сумматоров по mod 2, реализует правые и левые диагональные проверки информационной матрицы.The device operates as follows. Before starting work, a signal is input to input 19, which sets the device to its initial state. When input information arrives at information inputs 15, address inputs 16 and the “Record” signal at input 17, the information is recorded at the specified address in the original circuit 1. At the same time, it is fed to the inputs of the first element 2 AND, opened by the signal from input 17, and then through element 6 OR, the input information is input to the encoder 7. The encoder 7, implemented on a group of adders according to mod 2, implements the right and left diagonal checks of the information matrix.

С выходов кодирующего устройства 7, значение вектора контрольных разрядов поступает на вход регистра 8 и записывается по указанному адресу.From the outputs of the encoder 7, the value of the vector of control bits is fed to the input of register 8 and is recorded at the specified address.

При считывании информации по указанному адресу, сигналы с выхода исходной схемы 1, через второй элемент 3 И, открытый сигналом "Считывание" с входа 18, элемент 6 ИЛИ повторно поступают на вход кодирующего устройства 7, где формируются значения сигналов в контрольных разрядах диагональных проверок полученной информации.When reading information at the specified address, the signals from the output of the original circuit 1, through the second element 3 AND, opened by the signal "Read" from input 18, element 6 OR are re-fed to the input of the encoding device 7, where the signal values are generated in the control bits of the diagonal checks obtained information.

При этом, информация с выходов кодирующего устройства 7 поступает на первые входы схемы 9 синдрома ошибки, на вторые входы которой поступает информация, считываемая с регистра 8.At the same time, the information from the outputs of the encoding device 7 is fed to the first inputs of the error syndrome circuit 9, the second inputs of which receive information read from register 8.

В результате на выходе схемы 9 синдрома ошибки имеем сформированное значение синдрома ошибки.As a result, at the output of error syndrome circuit 9, we have the generated value of the error syndrome.

Схема 10 проверок по значениям информационных разрядов и значениям разрядов синдрома ошибки формирует вектор дополнительных проверок по правилу (11), изложенному в приложении.Scheme 10 checks on the values of the information bits and the values of the bits of the error syndrome forms a vector of additional checks according to rule (11), set out in the appendix.

Первый дешифратор 11, при возникновении ошибки формирует на одном из своих выходов единичный сигнал в соответствии с поступающим значением синдрома ошибки.The first decoder 11, when an error occurs, generates a single signal at one of its outputs in accordance with the incoming value of the error syndrome.

Второй дешифратор 12 формирует на одном из своих выходов единичный сигнал в соответствии с поступающим значением дополнительной проверки.The second decoder 12 generates a single signal at one of its outputs in accordance with the incoming value of the additional check.

Третий дешифратор 13 по значениям в соответствии с значением синдрома ошибки и значением дополнительной проверки формирует управляющий сигнал на корректор 14 для исправления ошибочных информационных разрядов.The third decoder 13 according to the values in accordance with the value of the error syndrome and the value of the additional check generates a control signal to the corrector 14 to correct erroneous information bits.

Приложениеapplication

Коррекция ошибок в одном байте и обнаружение ошибок в остальных байтах информации достигается на основе итеративного кода.Error correction in one byte and error detection in the remaining bytes of information is achieved on the basis of an iterative code.

Процедура построения двумерного итеративного кода состоит в следующем [3]. Заданную совокупность информационных символов делят на группы (блоки, модули) информации, по b-разрядов в каждой группе. Полученные модули информации представляют в виде информационной матрицы (1):The procedure for constructing a two-dimensional iterative code is as follows [3]. A given set of information symbols is divided into groups (blocks, modules) of information, by b-bits in each group. The resulting information modules are presented in the form of an information matrix (1):

Figure 00000004
Figure 00000004

Затем осуществляется кодирование информации по методу четности (путем сложения по mod 2 символов строк и столбцов полученной матрицы). В результате имеем двумерный итеративный код, позволяющий обнаруживать и исправлять любую одиночную ошибку:Then the information is encoded using the parity method (by adding mod 2 characters of rows and columns of the resulting matrix). As a result, we have a two-dimensional iterative code that allows us to detect and correct any single error:

Figure 00000005
Figure 00000005

где H=h1,h2,...hm - вектор четности строк; Z=z1,z2,...zb - вектор четности столбцов. Вектора четности строк и столбцов образуют совокупность контрольных разрядов R1={r1,r2,rm,rm+1,...,rb}. При получении кодовой комбинации относительно информационных разрядов повторно формируются значения контрольных разрядов RП1={r1,r2,rm,rm+1,...,rb}. В данном случае, разница между переданными значениями контрольных разрядов и полученными после приема информации образует синдром ошибки Е:where H = h 1 , h 2 , ... h m is the line parity vector; Z = z 1 , z 2 , ... z b is the column parity vector. The parity vectors of rows and columns form the set of control bits R 1 = {r 1 , r 2 , r m , r m + 1 , ..., r b }. Upon receipt of the code combination relative to the information bits, the values of the control bits R P 1 = {r 1 , r 2 , r m , r m + 1 , ..., r b } are re-formed. In this case, the difference between the transmitted values of the control bits and received after receiving the information forms the error syndrome E:

Figure 00000006
Figure 00000006

При этом, разряды синдрома ошибки е1е2...em (полученные относительно вектора четности строк) указывают модуль информации, имеющей ошибку, а разряды emem+1...eb (полученные относительно вектора четности столбцов) указывают ошибочный разряд в модуле информации.Moreover, the bits of the error syndrome e 1 e 2 ... e m (obtained with respect to the row parity vector) indicate the module of information that has an error, and the bits e m e m + 1 ... e b (obtained with respect to the column parity vector) indicate erroneous bit in the information module.

Так как кодовые комбинации строк и столбцов имеют минимальное расстояние d=2, то минимальное расстояние данного кода d=4. Этот код позволяет исправлять любую одиночную ошибку и обнаруживать значительную долю кратных ошибок.Since code combinations of rows and columns have a minimum distance d = 2, the minimum distance of this code is d = 4. This code allows you to correct any single error and detect a significant proportion of multiple errors.

Структуры ошибок, не обнаруживаемых двумерным итеративным кодом, показаны на рисунке.The structures of errors not detected by the two-dimensional iterative code are shown in the figure.

Figure 00000007
Figure 00000007

Рис.1 Структуры ошибок, не обнаруживаемых двумерным итеративным кодом: а) - ошибки кратности 4; б) - ошибки кратности 6.Fig. 1 Structures of errors not detected by a two-dimensional iterative code: a) errors of multiplicity 4; b) - errors of multiplicity 6.

Figure 00000008
Figure 00000008

Рис.2 Структуры ошибок двумерного итеративного кода, приводящие к ошибочной коррекции: а) - ошибки кратности 5; б) - ошибки кратности 7.Fig.2 Error structures of a two-dimensional iterative code, leading to erroneous correction: a) errors of multiplicity 5; b) - errors of multiplicity 7.

В общем случае можно строить итеративные коды более высокой размерности (трехмерные, четырехмерные и т.д.), где каждый информационный символ будет являться компонентой одновременно x различных кодовых слов. Параметры итеративных кодов размерности x таковы [3]:In the general case, iterative codes of higher dimension can be constructed (three-dimensional, four-dimensional, etc.), where each information symbol will be a component of x different codewords at the same time. The parameters of iterative codes of dimension x are as follows [3]:

Figure 00000009
Figure 00000009

где ni, ki, di - соответственно длина, количество информационных разрядов, минимальное расстояние кодовых наборов строк и столбцов.where n i , k i , d i are the length, the number of information bits, the minimum distance of the code sets of rows and columns, respectively.

Исходя из этого, для построения итеративных кодов следует использовать проверки, имеющие наибольшую обнаруживающую способность.Based on this, to build iterative codes should use checks that have the highest detecting ability.

Так, организация диагональных проверок рассматриваемой матрицы позволит выявить структуры ошибок, не обнаруживаемые итеративным кодом, реализующим проверки четности строк и столбцов.Thus, the organization of diagonal checks of the matrix under consideration will allow us to identify error structures that are not detected by an iterative code that implements parity checks of rows and columns.

Структура диагональных проверок, обнаруживающих рассматриваемые ошибки, имеет вид, представленный на рис.3.The structure of diagonal checks that detect the considered errors has the form shown in Fig. 3.

Figure 00000010
Figure 00000010

Левые диагональные проверки образуются по правилу:Left diagonal checks are formed according to the rule:

Figure 00000011
Figure 00000011

Результаты правых диагональных проверок образуются при суммировании значений следующих информационных разрядов:The results of the right diagonal checks are formed by summing the values of the following information bits:

Figure 00000012
Figure 00000012

В этом случае, общее число диагональных проверок равно 2l, или:In this case, the total number of diagonal checks is 2l, or:

Figure 00000013
Figure 00000013

Пример 1. Пусть рассматриваемое слово состоит из четырех информационных разрядов, которые имеют нулевые значения. Для данного кодового набора информационная матрица имеет вид:Example 1. Let the word in question consists of four information bits that have zero meanings. For this code set, the information matrix has the form:

Figure 00000014
Figure 00000014

В этом случае проверки на четность строк и столбцов информационной матрицы дадут нулевые значения, и, кроме этого, будут иметь нулевые значения результаты всех правых и левых диагональных проверок. При возникновении ошибки во всех информационных разрядах имеем четную ошибку, не обнаруживаемую двумерным итеративным кодом, т.к. проверки на четность строк и столбцов информационной матрицы имеют нулевые значения:In this case, checks for the parity of rows and columns of the information matrix will give zero values, and, in addition, the results of all right and left diagonal checks will have zero values. If an error occurs in all information bits, we have an even error that cannot be detected by a two-dimensional iterative code, because parity checks of rows and columns of the information matrix have zero values:

Figure 00000015
Figure 00000015

В то же время правые и левые диагональные проверки дадут результат 101.At the same time, the right and left diagonal checks will give a result of 101.

Утверждение 1. Итеративный код, реализующий правые и левые диагональные проверки, обнаруживает все четные ошибки, не обнаруживаемые двумерным итеративным кодом, и выявляет нечетные ошибки, воспринимаемые двумерным итеративным кодом как корректируемые.Proposition 1. An iterative code that implements right and left diagonal checks detects all even errors that are not detected by the two-dimensional iterative code, and identifies odd errors that are perceived by the two-dimensional iterative code as correctable.

В свою очередь существуют структуры ошибок, не обнаруживаемые итеративным кодом, реализующим правые и левые диагональные проверки, и проверками на четность строк и столбцов. Структуры рассматриваемых ошибок представлены на фиг.4.In turn, there are error structures that are not detected by iterative code that implements right and left diagonal checks and checks for the parity of rows and columns. The structures of the errors under consideration are presented in Fig.4.

Figure 00000016
Figure 00000016

Рис.4 Структуры ошибок, не обнаруживаемых диагональными проверками и проверками строк и столбцов.Fig. 4 Structures of errors not detected by diagonal checks and checks of rows and columns.

Так, например, относительно информационной матрицы, имеющей нулевые значения, диагональными проверками не будет обнаружена следующая структура ошибки.So, for example, with respect to the information matrix having zero values, the following error structure will not be detected by diagonal checks.

Figure 00000017
Figure 00000017

Для того чтобы исключить появление рассматриваемых ошибок, информационная матрица должна содержать не более двух строк.In order to exclude the appearance of the considered errors, the information matrix should contain no more than two rows.

Утверждение 2. Для информационной матрицы b×2 итеративный код, реализующий правые и левые диагональные проверки, обнаруживает все возможные ошибки.Proposition 2. For an information matrix b × 2, an iterative code that implements right and left diagonal checks detects all possible errors.

Следствие 1. Для информационной матрицы b×2 итеративный код, реализующий правые и левые диагональные проверки, различает все возможные ошибки.Corollary 1. For an information matrix b × 2, an iterative code that implements right and left diagonal checks distinguishes all possible errors.

Утверждение 3. При проведении диагональных проверок для информационной матрицы b×2 ошибки обнаруживаются и различаются, если число контрольных разрядов равно:Statement 3. When conducting diagonal checks for the b × 2 information matrix, errors are detected and distinguished if the number of control bits is equal to:

Figure 00000018
Figure 00000018

где k - число информационных разрядов.where k is the number of information bits.

Таким образом, при использовании четырехмерного итеративного кода кодовый набор передается в виде:Thus, when using a four-dimensional iterative code, the code set is transmitted in the form:

Figure 00000019
Figure 00000019

Результат сложения значений сигналов контрольных разрядов, переданных и полученных, даст синдром ошибки:The result of the addition of the values of the signals of the control bits transmitted and received will give an error syndrome:

Figure 00000020
Figure 00000020

где разряды вектора ошибки r1,r2......rl - соответствуют правым диагональным проверкам; rl,rl+1......r2l - левым.where the bits of the error vector r 1 , r 2 ...... r l - correspond to the right diagonal checks; r l , r l + 1 ...... r 2l - left.

Для рассматриваемого примера кодирование информации осуществляется следующим образом:For this example, the encoding of information is as follows:

Figure 00000021
Figure 00000021

В табл.1 представлены значения синдрома ошибки (относительно безошибочного нулевого набора), полученные при проведении правых и левых диагональных проверок для ошибочных наборов информационной матрицы 2×2 (рассматриваются ошибки только в информационных разрядах).Table 1 shows the values of the error syndrome (relatively error-free zero-set) obtained by conducting the right and left diagonal checks for erroneous sets of the 2 × 2 information matrix (only errors in information bits are considered).

На основе полученных правил кодирования формируется стратегия декодирования, которая решает задачу различения ошибок в информационных и контрольных разрядах, и правила коррекции возникающих ошибок.Based on the obtained coding rules, a decoding strategy is formed that solves the problem of distinguishing between errors in information and control bits, and the rules for correcting errors that occur.

С этой целью, относительно полученных значений синдромов ошибок, организуются дополнительные проверки:For this purpose, regarding the obtained values of the error syndromes, additional checks are organized:

Figure 00000022
Figure 00000022

Таблица 1.Table 1. № п/пNo. p / p y1y1 y2y2 y3y3 y4y4 e1e1 е2e2 е3e3 е4e4 е5e5 е6e6 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 1one 1one 1one 00 00 1one 1one 00 00 1one 1one 22 00 00 1one 1one 00 1one 1one 1one 1one 00 33 1one 1one 1one 1one 1one 00 1one 1one 00 1one 4four 1one 00 1one 00 1one 1one 00 1one 1one 00 55 00 1one 00 1one 00 1one 1one 00 1one 1one 66 1one 00 00 1one 1one 00 1one 00 00 00 77 00 1one 1one 00 00 00 00 1one 00 1one 88 1one 1one 1one 00 1one 00 00 1one 1one 1one 99 1one 1one 00 1one 1one 1one 1one 00 00 1one 1010 1one 00 1one 1one 1one 1one 1one 1one 00 00 11eleven 00 1one 1one 1one 00 00 1one 1one 1one 1one 1212 1one 00 00 00 1one 00 00 00 1one 00 1313 00 1one 00 00 00 1one 00 00 00 1one 14fourteen 00 00 00 00 1one 00 1one 00 00 15fifteen 00 00 00 1one 00 00 1one 00 1one 00

Для рассматриваемого примера, в табл.2 представлены значения синдромов ошибок и значения дополнительных проверок, полученные относительно части ошибок, возникающих в информационных разрядах, контрольных разрядах и одновременно в контрольных и информационных разрядах.For the considered example, Table 2 presents the values of the error syndromes and the values of the additional checks obtained with respect to the part of the errors that occur in the information bits, control bits, and simultaneously in the control and information bits.

Анализ таблицы позволяет сформулировать следующее утверждение:Analysis of the table allows us to formulate the following statement:

Утверждение 4. Для информационной матрицы b×2 значения синдромов ошибок и значения дополнительных проверок позволяют обнаруживать и различать ошибки, возникающие в информационных и контрольных разрядах.Statement 4. For the b × 2 information matrix, the values of the error syndromes and the values of the additional checks allow us to detect and distinguish errors that occur in the information and control bits.

Figure 00000023
Figure 00000023

В этом случае, для экономии аппаратурных затрат, следует ограничиться исправлением ошибок только в информационных разрядах. Тогда требуемое число значений синдромов ошибок (значений дополнительных проверок) составит:In this case, to save hardware costs, you should limit yourself to correcting errors only in information bits. Then the required number of error syndrome values (values of additional checks) will be:

Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026

Из рассмотренного примера следует, что предлагаемый метод кодирования позволяет корректировать любую возможную ошибку в информационных разрядах, за исключением таких сочетаний ошибок в информационных и контрольных разрядах, которые переводят ошибочный кодовый набор в разрешенный, что является существенным недостатком любого линейного кода.From the considered example, it follows that the proposed coding method allows you to correct any possible error in the information bits, with the exception of such combinations of errors in the information and control bits that translate the erroneous code set into allowed, which is a significant drawback of any linear code.

Источники информацииInformation sources

1. Щербаков Н.С. Достоверность работы цифровых устройств. М.: Машиностроение, 1989, 224 с., рис.39, рис.44.1. Scherbakov N.S. The reliability of digital devices. M.: Engineering, 1989, 224 p., Fig. 39, Fig. 44.

2. Положительное решение по заявке (21)99111190/09 от 15.01.03 (подано 31.05.09), авторы: Царьков А.Н., Безродный Б.Ю., Новиков Н.Н., Романенко Ю.А., Павлов А.А.2. A positive decision on the application (21) 99111190/09 dated January 15, 03 (filed May 31, 09), authors: Tsarkov AN, Bezrodny B.Yu., Novikov NN, Romanenko Yu.A., Pavlov A.A.

3. Хетагуров Я.А., Руднев Ю.П. Повышение надежности цифровых устройств методами избыточного кодирования. М.: Энергия, 1974, 270 с.3. Khetagurov Ya.A., Rudnev Yu.P. Improving the reliability of digital devices using redundant coding methods. M .: Energy, 1974, 270 p.

Claims (1)

Самокорректирующееся устройство, содержащее кодирующее устройство, предназначенное для осуществления правых и левых диагональных проверок и формирования вектора контрольных разрядов, схему синдрома ошибки, первый дешифратор, корректор, предназначенный для исправления ошибок, возникающих на выходах исходной схемы, информационные входы устройства подключены к первым входам исходной схемы, выходы которой подключены к первым входам корректора, выходы корректора являются выходами устройства, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит с первой по четвертую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, регистр, схему проверок, второй дешифратор, третий дешифратор, адресные входы, вход записи, вход считывания, вход "Сброс", причем информационные входы устройства подключены к первым входам элементов И первой группы, адресные входы подключены к вторым входам исходной схемы и к первым входам регистра, вход записи подключен к третьему входу исходной схемы, к объединенным вторым входам элементов И первой группы и к второму входу регистра, вход считывания подключен к четвертому входу исходной схемы, к объединенным первым входам элементов И второй группы, к объединенным первым входам элементов И третьей группы, к объединенным первым входам элементов И четвертой группы и к третьему входу регистра, вход "Сброс" подключен к пятому входу исходной схемы и к четвертому входу регистра, выходы исходной схемы подключены к первым входам схемы проверок и к вторым входам элементов И второй группы, выходы которых подключены к первым входам группы элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходам первой группы элементов И, а выходы подключены к входам кодирующего устройства, выходы кодирующего устройства подключены к вторым входам элементов И третьей группы и к пятым входам регистра, первые входы схемы синдрома ошибки подключены к выходам третьей группы элементов И, вторые входы подключены к выходам регистра, а выходы подключены к вторым входам схемы проверок и к входам первого дешифратора, выходы которого подключены к первым входам третьего дешифратора, выходы схемы проверок подключены к входам второго дешифратора, выходы которого подключены к вторым входам третьего дешифратора, выходы третьего дешифратора подключены к вторым входам элементов И четвертой группы, выходы которых подключены к вторым входам корректора.A self-correcting device containing an encoding device designed to perform right and left diagonal checks and the formation of a vector of control bits, an error syndrome diagram, a first decoder, a corrector designed to correct errors that occur at the outputs of the original circuit, information inputs of the device are connected to the first inputs of the original circuit the outputs of which are connected to the first inputs of the corrector, the outputs of the corrector are the outputs of the device, characterized in that it additionally contains neighbors from the first to the fourth group of AND elements, a group of OR elements, a register, a test circuit, a second decoder, a third decoder, address inputs, a write input, a read input, a Reset input, and the information inputs of the device are connected to the first inputs of the AND elements of the first group , the address inputs are connected to the second inputs of the original circuit and to the first inputs of the register, the recording input is connected to the third input of the original circuit, to the combined second inputs of the elements of the first group and to the second input of the register, the read input is connected to the fourth the input of the original circuit, to the combined first inputs of the elements AND of the second group, to the combined first inputs of the elements AND of the third group, to the combined first inputs of the elements AND of the fourth group and to the third input of the register, the input "Reset" is connected to the fifth input of the original circuit and to the fourth input of the register, the outputs of the original circuit are connected to the first inputs of the test circuit and to the second inputs of the AND elements of the second group, the outputs of which are connected to the first inputs of the group of OR elements, the second inputs of which are connected to the outputs of the first group of elements in And, and the outputs are connected to the inputs of the encoder, the outputs of the encoder are connected to the second inputs of the AND elements of the third group and to the fifth inputs of the register, the first inputs of the error syndrome circuit are connected to the outputs of the third group of And, the second inputs are connected to the outputs of the register, and the outputs connected to the second inputs of the test circuit and to the inputs of the first decoder, the outputs of which are connected to the first inputs of the third decoder, the outputs of the test circuit are connected to the inputs of the second decoder, the outputs of which are connected to the second m inputs of the third decoder, the outputs of the third decoder are connected to the second inputs of the elements of the fourth group, the outputs of which are connected to the second inputs of the corrector.
RU2004115102/09A 2004-05-20 2004-05-20 Self-correcting device RU2297029C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004115102/09A RU2297029C2 (en) 2004-05-20 2004-05-20 Self-correcting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004115102/09A RU2297029C2 (en) 2004-05-20 2004-05-20 Self-correcting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004115102A RU2004115102A (en) 2005-11-10
RU2297029C2 true RU2297029C2 (en) 2007-04-10

Family

ID=35864822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004115102/09A RU2297029C2 (en) 2004-05-20 2004-05-20 Self-correcting device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297029C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004115102A (en) 2005-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6453440B1 (en) System and method for detecting double-bit errors and for correcting errors due to component failures
US7962837B2 (en) Technique for reducing parity bit-widths for check bit and syndrome generation for data blocks through the use of additional check bits to increase the number of minimum weighted codes in the hamming code H-matrix
JPS6349245B2 (en)
CN111628780A (en) Data encoding method, data decoding method and data processing system
US6393597B1 (en) Mechanism for decoding linearly-shifted codes to facilitate correction of bit errors due to component failures
RU2448359C1 (en) Apparatus for storing and transmitting data with error correction in data byte and error detection in data bytes
US20060282756A1 (en) Device and method for determining a position of a bit error in a bit sequence
EP0629051B1 (en) Digital information error correcting apparatus for correcting single errors(sec),detecting double errors(ded)and single byte multiple errors(sbd),and the correction of an odd number of single byte errors(odd sbc).
RU164633U1 (en) STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH ERROR DETECTION
US5541939A (en) Error correction code decoder and a method thereof
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
RU2297029C2 (en) Self-correcting device
RU2450332C1 (en) Information storage device with single and double error detection
RU2297030C2 (en) Self-correcting information storage device
EP1499026A1 (en) Error correction decoding method and apparatus
RU2297034C2 (en) Fault-tolerant information storage device
RU2297028C2 (en) Self-controlled device
RU2297036C2 (en) Fault-tolerant device
CN110492889B (en) Encoding and decoding method, encoding and decoding device and processor for detecting and correcting two-bit errors
RU2297032C2 (en) Self-correcting memorizing device
RU2297035C2 (en) Fault-tolerant memorizing device
US9520899B2 (en) Method for generating a maximized linear correcting code, method and device for decoding such a code
RU42686U1 (en) SELF-CORRECTING DEVICE
RU42685U1 (en) FAILURE-RESISTANT DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140521