RU2301442C2 - Neuron network for finding, localizing and correcting errors in residual classes system - Google Patents
Neuron network for finding, localizing and correcting errors in residual classes system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2301442C2 RU2301442C2 RU2005113647/09A RU2005113647A RU2301442C2 RU 2301442 C2 RU2301442 C2 RU 2301442C2 RU 2005113647/09 A RU2005113647/09 A RU 2005113647/09A RU 2005113647 A RU2005113647 A RU 2005113647A RU 2301442 C2 RU2301442 C2 RU 2301442C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- outputs
- error
- bases
- neural networks
- Prior art date
Links
Landscapes
- Detection And Correction Of Errors (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в модулярных нейрокомпьютерных системах.The invention relates to computer technology and can be used in modular neurocomputer systems.
Известно устройство для контроля и исправления ошибок в избыточном модулярном коде (патент №2022472, кл. Н03М 13/00, RU, 1999), состоящее из входного преобразователя кода, выходного преобразователя, блока группы элементов сравнения, блока группы элементов ИЛИ, блока элементов И.A device is known for monitoring and correcting errors in redundant modular code (patent No. 2022472, class Н03М 13/00, RU, 1999), consisting of an input code converter, an output converter, a block of a group of comparison elements, a block of a group of elements OR, a block of elements AND .
Однако данное устройство обладает следующими недостатками:However, this device has the following disadvantages:
низкое быстродействие, большие аппаратные затраты и малые функциональные возможности, так как в устройстве используется один избыточный модуль, коррекция ошибки осуществляется по большому модулю, равному диапазону контрольных чисел.low speed, high hardware costs and low functionality, since the device uses one redundant module, error correction is carried out by a large module equal to the range of control numbers.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство для обнаружения и исправления ошибок в системе остаточных классов (А.С. №714399, G06F 11/08, 1980), содержащее два блока модульной свертки, причем первый выход регистра соединен со входом первого и второго блоков модульной свертки и с первым входом третьего сумматора, выходы первого и второго блоков модульной свертки соединены соответственно с первыми входами первого и второго сумматоров, второй и третий выходы регистра соединены соответственно со вторыми входами первого и второго сумматоров и со вторым и третьим входами третьего сумматора, выход блока памяти соединен с четвертым входом третьего сумматора, выход которого является выходом устройства.The closest in technical essence to the claimed device is a device for detecting and correcting errors in the system of residual classes (AS No. 714399, G06F 11/08, 1980), containing two units of modular convolution, and the first output of the register is connected to the input of the first and the second blocks of modular convolution and with the first input of the third adder, the outputs of the first and second blocks of modular convolution are connected respectively to the first inputs of the first and second adders, the second and third outputs of the register are connected respectively to the second input said first and second adders and the second and third inputs of the third adder, the output of the storage unit is coupled to a fourth input of the third adder whose output is an output device.
Недостатком известного устройства является сложность, которая объясняется наличием двух блоков модульной свертки, низким быстродействием, которое пропорционально количеству модулей системы остаточных классов и малыми функциональными возможностями.A disadvantage of the known device is the complexity, which is explained by the presence of two blocks of modular convolution, low speed, which is proportional to the number of modules of the system of residual classes and small functionality.
Целью настоящего изобретения является упрощение устройства, повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей.The aim of the present invention is to simplify the device, improve performance and expand the functionality.
Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит нейронную сеть 8, состоящую из нейронных сетей конечного кольца 4, 5 и 6 и нейронных сетей конечного кольца 27, 28, которые формируют остатки по контрольным модулям системы остаточных классов, выходы 9 которых соединены с первыми входами нейронных сетей конечного кольца 10, 11 вычисления синдрома ошибки, вторые входы которых соединены с выходами нейронов 23 избыточных модулей αn+1 и αn+2, выходы нейронных сетей конечного кольца 10, 11, шины 12 и 13 связаны со входами блока памяти 14 для выбора из нее констант ошибок, выходы 15, которые поступают на шины 16, 17 и 18, определяющие номер неисправного модуля (канала), и на вход элемента ИЛИ 19, выход 20 которого определяет наличие ошибки, кроме того, выходы блока памяти 14 поступают на первые входы нейронных сетей конечного кольца 21, а на вторые входы которых поступают остатки неправильного числа α1, α2,...,αn. Исправленное число с выходов нейронных сетей конечного кольца 21 поступает на выходы 22 устройства. This goal is achieved in that the device contains a neural network 8, consisting of neural networks of the final ring 4, 5 and 6 and neural networks of the final ring 27, 28, which form the residuals of the control modules of the system of residual classes, the outputs 9 of which are connected to the first inputs of the neural networks of the final ring 10, 11 computing the error syndrome, the second inputs of which are connected to the outputs of the neurons 23 of the redundant modules α n + 1 and α n + 2 , the outputs of the neural networks of the final ring 10, 11, buses 12 and 13 are connected to the inputs of the memory unit 14 for choosing from n its error constants, outputs 15, which are received on the buses 16, 17 and 18, which determine the number of the faulty module (channel), and on the input of the OR element 19, the output 20 of which determines the presence of an error, in addition, the outputs of the memory unit 14 are fed to the first inputs neural networks of the final ring 21, and the second inputs of which receive the remains of the wrong number α 1 , α 2 , ..., α n . The corrected number from the outputs of the neural networks of the final ring 21 goes to the outputs 22 of the device.
Рассмотрим метод коррекции ошибок. Consider the error correction method.
Пусть дано контролируемое число А=(α1, α2,...,αn, αn+1, αn+2), гдеLet a controlled number A = (α 1 , α 2 , ..., α n , α n + 1 , α n + 2 ) be given, where
αi=Amodpi∀i=1, 2,..., n+2, р1,р2,...,рn,рn+1,рn+2 - основания СОК с двумя избыточными основаниями рn+1, рn+2.α i = Amodp i ∀i = 1, 2, ..., n + 2, p 1 , p 2 , ..., p n , p n + 1 , p n + 2 are the bases of RNS with two excess bases p n + 1 , p n + 2 .
Принцип обнаружения, локализации и исправления ошибки основан на функциональном объединении всех трех операций в одну операцию. Данный метод основан на определении цифр по избыточным основаниям на основании цифр по рабочим основаниям и сравнении их с изначально известными цифрами по избыточным основаниям. Если вычисленные цифры α'n+1 и α'n+2 по контрольным разрядам равны исходным цифрам αn+1 и αn+2 этих разрядов, то ошибки нет, если они не равны, то необходимо определить синдром ошибки, равный разности этих цифр δ1=(αn+1-α'n+1)mod pn+1 и δ2=(αn+2-α'n+2)mod pn+2, по значениям которых определяется константа ошибки. Далее суммируя константу ошибки с неправильным числом, которая подобрана таким образом, что неявное место ошибки в числе устраняется. Для локализации ошибки необходимо поразрядно сравнить откорректированное число с ошибочным, и в случае, если αi-αi'≠0, определяется ошибочный разряд. Изложенный метод позволяет обнаружить, локализовать и исправить ошибку по одному из информационных каналов.The principle of detecting, localizing and correcting errors is based on the functional integration of all three operations into one operation. This method is based on the determination of figures on excess grounds on the basis of figures on working grounds and comparing them with the originally known figures on excess bases. If the calculated digits α ' n + 1 and α' n + 2 in the control digits are equal to the initial digits α n + 1 and α n + 2 of these digits, then there is no error; if they are not equal, then it is necessary to determine the error syndrome equal to the difference between these digits δ 1 = (α n + 1 -α ' n + 1 ) mod p n + 1 and δ 2 = (α n + 2 -α' n + 2 ) mod p n + 2 , the values of which determine the error constant. Next, summing the error constant with the wrong number, which is selected in such a way that the implicit place of the error in the number is eliminated. To localize the error, it is necessary to compare bitwise the corrected number with the erroneous one, and if α i -α i '≠ 0, an erroneous discharge is determined. The stated method allows you to detect, localize and correct the error through one of the information channels.
Вычисление α'n+1 и α'n+2 проведем на основе метода расширения системы оснований, который базируется на использовании китайской теоремы об остатках и обобщенной позиционной системе счисления. Рассмотрим вначале расширение на одно основание, а затем обобщим расширение на два основания.We calculate α ' n + 1 and α' n + 2 based on the base system extension method, which is based on the use of the Chinese remainder theorem and a generalized positional number system. We first consider an extension to one base, and then generalize the extension to two bases.
Пусть задана система оснований р1, р2,..., рn с диапазоном Р=р1·p2·...·рn, ортогональными базисами В1, В2,...,Вn, веса которых m1, m2,..., mn и определяются из сравнения Расширим систему оснований, добавляя основание рn+1, тогда диапазон системы станет Pn+1=pn+1·P, ортогональные базисы системы их веса причем Задача состоит в определении цифры αn+1 числа А по основанию рn+1.Let a base system p 1 , p 2 , ..., p n be given with a range P = p 1 · p 2 · ... · p n , orthogonal bases B 1 , B 2 , ..., B n , whose weights m 1 , m 2 , ..., m n and are determined from comparison We expand the base system by adding the base p n + 1 , then the range of the system becomes P n + 1 = p n + 1 · P, orthogonal bases of the system their weight moreover The task is to determine the numbers α n + 1 of the number A on the basis of p n + 1 .
Тогда число А в системе оснований р1, р2,..., рn, рn+1 будет иметь видThen the number A in the base system p 1 , p 2 , ..., p n , p n + 1 will have the form
где - диапазон расширенной системы оснований;Where - range of extended base systems;
- ортогональные базисы расширенной системы оснований. - orthogonal bases of the extended base system.
Представим ортогональные базисы в обобщенной позиционной системе счисления, тогдаWe represent orthogonal bases in a generalized positional number system, then
где - коэффициенты ОПСС;Where - OPSS coefficients;
i, j=1,2,...,n.i, j = 1,2, ..., n.
На основании (2) запишем выражение (1) в видеBased on (2), we write expression (1) in the form
Из выражения (3) можно определить коэффициенты αi числа А, тогдаFrom the expression (3), we can determine the coefficients α i of the number A, then
где αi - вычеты числа А по mod pi;where α i are the residues of the number A with respect to mod p i ;
- ортогональные базисы, представленные в ОПСС. - orthogonal bases presented in the OPSS.
Цифры αi в представлении ОПСС получаются суммированием по модулю pi всех произведений и переносом, генерируемым при формировании αi-1. Перенос генерируется как число раз, когда сумма цифр в ОПСС переполняется по модулю pi. Этот перенос используется для формирования цифр αi+1. Последний перенос, генерируемый при получении последней цифры числа в ОПСС, отбрасывается. Предлагаемый метод выполняется в параллельном режиме. Выигрыш в быстродействии данного метода с итеративным методом очевиден, поскольку он уменьшает время преобразования с 2(n+1) циклов синхронизации до трех циклов.The numbers α i in the OPSS representation are obtained by summing modulo p i all the products and the transfer generated by the formation of α i-1 . The transfer is generated as the number of times when the sum of the digits in the OPSS is overflow modulo p i . This transfer is used to form the numbers α i + 1 . The last transfer generated when the last digit of the number is received in the OPSS is discarded. The proposed method is executed in parallel. The speed gain of this method with the iterative method is obvious, since it reduces the conversion time from 2 (n + 1) synchronization cycles to three cycles.
Цифры αi, принимают значения от 0 до pi-1, причем являются константами, поэтому произведение αi можно поместить в ПЗУ или в весовые коэффициенты связей между нейронами. Адресами произведений αi являются вычеты αi числа А по модулю pi.The numbers α i , take values from 0 to p i-1 , and are constants; therefore, the product α i can be placed in ROM or in weights of connections between neurons. The addresses of the works α i are the residues α i of the number A modulo p i .
Пример 1. Пусть р1=2, р2=3, р3=5, p4=7, Pn+1=2·3·5·7=210, B1=105, B2=70, B3=126, В4=120.Example 1. Let p 1 = 2, p 2 = 3, p 3 = 5, p 4 = 7, P n + 1 = 2 · 3 · 5 · 7 = 210, B 1 = 105, B 2 = 70, B 3 = 126, B 4 = 120.
Тогда на основании (2) определим :Then, on the basis of (2), we define :
Рассмотрим перевод числа из СОК в ОПСС.Consider converting a number from JUICE to OPSS.
Пусть А=11=(1, 2, 1, 4). Тогда в ПЗУ поместим значения αi, :Let A = 11 = (1, 2, 1, 4). Then in the ROM we put the values α i , :
Преобразование числа A из СОК в ОПСС имеет видThe conversion of the number A from RNS to OPSS has the form
При сложении цифр по каждому модулю с учетом переноса получим число А, представленное в ОПС как А=[1,2,1,0].When adding the numbers for each module, taking into account the transfer, we get the number A, presented in the OPS as A = [1,2,1,0].
Рассмотрим метод определения вычета по расширенному основанию. Пусть СОК состоит из оснований р1, р2,...,pn. Объем диапазона этой системы будет Добавим к числу оснований СОК новое основание pn+1. Объем диапазона этой системы Тогда любое число А из диапазона [0, Рn+1] в обобщенной позиционной системе счисления можно представить в видеConsider the method of determining the deduction on an extended basis. Let the RNS consists of the bases p 1 , p 2 , ..., p n. The range of this system will be Add to the number of SOK bases a new base p n + 1 . Range of this system Then any number A from the range [0, P n + 1 ] in the generalized positional number system can be represented as
Если число А будет лежать в первоначальном диапазоне [0; Р], то в ОПСС цифра αn+1=0. Если αn+1≠0, тогда значение числа А выходит за пределы динамического диапазона. Факт αn+1=0 используется для получения остатка (вычета) от деления числа А на новое основание СОКрn+1.If the number A will lie in the original range [0; P], then in OPSS the figure is α n + 1 = 0. If α n + 1 ≠ 0, then the value of the number A goes beyond the dynamic range. The fact that α n + 1 = 0 is used to obtain the remainder (deduction) from dividing the number A by a new base SOCr n + 1 .
Пусть число А имело представление (α1, α2,..., αn) по основаниям р1, p2,..., рn. Добавляем новое основание pn+1, тогда число в системе оснований p1, р2,..., рn, pn+1, где - остаток от деления числа А на рn+1, т.е. искомая цифра по новому основанию.Let the number A have a representation (α 1 , α 2 , ..., α n ) on the bases p 1 , p 2 , ..., p n. Add a new base p n + 1 , then the number in the base system p 1 , p 2 , ..., p n , p n + 1 , where - the remainder of dividing the number A by p n + 1 , i.e. the desired number on a new basis.
Для определения этой цифры используем метод перевода числа из СОК в ОПСС, включая неизвестную цифру в проводимые операции. При этом мы параллельно получим цифры ОПСС α1, α2,...,αn и выражение для цифры αn+1. Но так как по условию число А∈[0;P], то цифра αn+1=0.To determine this figure, we use the method of converting a number from RNS to OPSS, including an unknown figure in ongoing operations. At the same time, we obtain in parallel the numbers OPSS α 1 , α 2 , ..., α n and the expression for the number α n + 1 . But since, by hypothesis, the number is A∈ [0; P], the digit α n + 1 = 0.
Из полученного соотношения и определяем искомую цифру From the obtained ratio and determine the desired figure
Пример 2. Пусть задана система модулей р1=2, р2=3, p3=5, тогда P=2·3·5=30. И пусть задано число А=11=(1, 2, 1). Расширим систему оснований, добавляя р4=7. Тогда А=11=(1, 2, 1, |А|7) в системе оснований p1=2, р2=3, р3=5, р4=7.Example 2. Let a system of modules p 1 = 2, p 2 = 3, p 3 = 5 be given, then P = 2 · 3 · 5 = 30. And let the number A = 11 = (1, 2, 1) be given. We expand the base system by adding p 4 = 7. Then A = 11 = (1, 2, 1, | A | 7 ) in the base system p 1 = 2, p 2 = 3, p 3 = 5, p 4 = 7.
Набор констант bij приведен в (5) и задается матрицейThe set of constants b ij is given in (5) and is given by the matrix
Процесс решения задачи приведен в таблице 1.The process of solving the problem is shown in table 1.
После сложения цифр по модулю pi получим А=[1, 2, 1, 5+4|A|7], но так как α4=|5+4·|А|7|7, но по условию α4=0, т.е. 4·|А|7=-5 или . Мультипликативная обратная величина , и так как число 5 отрицательное, возьмем его дополнение по модулю 7. Итак, вычет числа А по модулю 7 определяется выражением |А|7=2·(7-5)=4.After adding the numbers modulo p i we get A = [1, 2, 1, 5 + 4 | A | 7 ], but since α 4 = | 5 + 4 · | A | 7 | 7 , but by hypothesis α 4 = 0, i.e. 4 · | A | 7 = -5 or . Multiplicative Inverse , and since the number 5 is negative, we take its complement modulo 7. So, the residue of the number A modulo 7 is determined by the expression | A | 7 = 2 · (7-5) = 4.
Тогда расширенное представление числа будет A=11=(1, 2, 1, 4). Так как результат образования цифры в СОК по новому основанию рn+1 зависит только от информационных разрядов, то операцию расширения вычетов можно проводить сразу по нескольким дополнительно введенным основаниям.Then the extended representation of the number will be A = 11 = (1, 2, 1, 4). Since the result of the formation of a digit in the RNS on a new basis, p n + 1, depends only on information bits, the operation to expand the residues can be carried out immediately on several additionally entered bases.
Пример 3. Пусть задана система оснований (модулей) СОК р1=2, р2=3, р3=5. Расширим систему оснований, добавляя р4=7, р5=11. Тогда в выражение (5) добавляется еще один столбец и одна строка, а именноExample 3. Let a system of bases (modules) of RNS be given p 1 = 2, p 2 = 3, p 3 = 5. We expand the base system by adding p 4 = 7, p 5 = 11. Then another column and one row are added to expression (5), namely
Пусть задано число А=17=(l,2,2,|A|7, |А|11), необходимо найти остатки по основаниям р4=7, р5=11.Let the number A = 17 = (l, 2,2, | A | 7 , | A | 11 ) be given, it is necessary to find the residues from the bases p 4 = 7, p 5 = 11.
Процесс решения приведен в таблице 2.The decision process is shown in table 2.
После сложения цифр по модулю pi получимAfter adding the numbers modulo p i we get
А=[1,2,2,2+4|А|7,2+7|А|11],A = [1,2,2,2 + 4 | A | 7 , 2 + 7 | A | 11 ]
но так как α4=2+4|A|7,а α5=2+7|A|11, и по условию α4=0 и α5=0, тогдаbut since α 4 = 2 + 4 | A | 7 , and α 5 = 2 + 7 | A | 11 , and by hypothesis α 4 = 0 and α 5 = 0, then
Мультипликативные величины Multiplicative Values
Так как |А|7=-4, а |А|11=-5 возьмем их дополнения, т.е. |A|7=7-4=3, а |A|11=11-5=6.Since | A | 7 = -4, and | A | 11 = -5 take their complement, i.e. | A | 7 = 7-4 = 3, and | A | 11 = 11-5 = 6.
Тогда расширенное представление числа будет равно информационному числу, т.е. А=(1,2,2,3,6)11, и это говорит о том, что число А безошибочное.Then the expanded representation of the number will be equal to the information number, i.e. A = (1,2,2,3,6) 11 , and this suggests that the number A is faultless.
Преимущества предложенного метода расширения системы вычетов состоит в том, что:The advantages of the proposed method of expanding the system of deductions is that:
- все вычисления выполняются в параллельных каналах по отдельным модулям, причем каждый модуль отождествляется с отдельным каналом;- all calculations are performed in parallel channels on separate modules, and each module is identified with a separate channel;
- не требуется вычисления большого количества дополнительных величин, необходимо только наличие констант и мультипликативных величин по расширенным основаниям;- calculation of a large number of additional quantities is not required, only the presence of constants is necessary and multiplicative values on extended grounds;
- возможно получение расширенного представления вычетов числа сразу по нескольким дополнительным основаниям, что не влияет на быстродействие всей операции расширения.- it is possible to obtain an extended representation of the deductions of the number at once for several additional reasons, which does not affect the performance of the entire expansion operation.
Применим этот метод для обнаружения, локализации и исправления ошибки.We apply this method to detect, localize, and correct errors.
Коррекция ошибок в СОК основана на представлении числа в расширенной системе. В качестве расширенных оснований возьмем избыточные (контрольные) основания. Допустим, в процессе обработки и хранения данных в вычислительной системе остатки чисел по избыточным основаниям, с одной стороны, абсолютно верны, а с другой стороны, они вычисляются на основе остатков по неизбыточным (информационным) основаниям, непосредственно перед контролем данных. Если вычисленные избыточные остатки равны исходным, то ошибки в информационных основаниях не произошло, в противном случае - произошла ошибка по информационным основаниям. На основании этой информации устраняется ошибка и определяется неисправный модуль.Error correction in RNS is based on the representation of numbers in an extended system. As the extended bases we take excessive (control) bases. Suppose, in the process of processing and storing data in a computer system, the residual numbers on redundant bases, on the one hand, are absolutely correct, and on the other hand, they are calculated on the basis of balances on non-redundant (informational) bases, immediately before data control. If the calculated excess residuals are equal to the initial ones, then an error in the information bases did not occur; otherwise, an error occurred in the information grounds. Based on this information, the error is eliminated and the faulty module is determined.
Введенное ограничение на абсолютную верность избыточных оснований обеспечивается абсолютной надежностью каналов по избыточным модулям, которую можно обеспечить известными структурными технологиями (например, использованием обычных корректирующих кодов или мажоритарной схемы).The introduced restriction on the absolute fidelity of the redundant bases is ensured by the absolute reliability of the channels with respect to the redundant modules, which can be provided by known structural technologies (for example, using conventional correcting codes or a majority scheme).
Пример 4. Исходные данные такие же, как и в примере 3.Example 4. The initial data are the same as in example 3.
Допустим, произошла ошибка по третьему информационному основанию, тогда ошибочное число будет иметь вид =(1,2,3,3,6).Suppose an error occurred on a third information basis, then an erroneous number will have the form = (1,2,3,3,6).
Избыточные разряды по четвертому и пятому основаниям равны соответственно 3 и 6, и они абсолютно верны.Excessive digits on the fourth and fifth bases are 3 and 6, respectively, and they are absolutely true.
На основании информационных остатков определим синдром ошибки δ.Based on the information residuals, we define the error syndrome δ.
Метод обнаружения, исправления и локализации ошибок в СОК представляется следующим образом.The method for detecting, correcting and localizing errors in the RNC is as follows.
Контролируемое число α1, α2,...,αn, αn+1, αn+2 делится на две части: информационную, в которую входят остатки по информационным основаниям α1, α2,..., αn, и контрольную часть, в которую входят остатки по избыточным (контрольным) основаниям αn+1, αn+2.The controlled number α 1 , α 2 , ..., α n , α n + 1 , α n + 2 is divided into two parts: information, which includes balances on information grounds α 1 , α 2 , ..., α n , and the control part, which includes the residues on the excess (control) bases α n + 1 , α n + 2 .
Далее по остаткам информационных каналов определяем остатки по избыточным основаниям. Воспользуемся таблицей 2, тогда третья строка будет иметь вид не [0, 0, 2, 8, 4], а [0, 0, 3, 12, 6].Further, according to the remnants of information channels, we determine the residuals on excessive grounds. We use table 2, then the third row will have the form not [0, 0, 2, 8, 4], but [0, 0, 3, 12, 6].
При выполнении операции согласно таблице 2 получимWhen performing the operation according to table 2 we get
ОтсюдаFrom here
Используя найденные остатки, определяем синдром ошибки:Using the residuals found, we determine the error syndrome:
По величинам δ1, δ2 формируются константы ошибок таким образом, что при их сложении с информационными разрядами контролируемого числа А имевшая место ошибка в числе устраняется. Заметим, что если контролируемое число не будет содержать ошибки, то величины δ1 и δ2 равны нулю.By the values of δ 1 , δ 2 , error constants are formed in such a way that when they are added to the information bits of the controlled number A, the error in the number that is eliminated is eliminated. Note that if the controlled number does not contain errors, then the values of δ 1 and δ 2 are equal to zero.
Для локализации ошибки необходимо провести сравнение разрядов исходного числа с исправленным числом и по тому разряду, где сравнение не выполняется, определяется ошибочный разряд.To localize the error, it is necessary to compare the digits of the initial number with the corrected number, and by the category where the comparison is not performed, an erroneous digit is determined.
Определим константы ошибок для данного примера и сведем их в таблицу 3.Define the error constants for this example and summarize them in table 3.
Константы ошибок для СОК с основаниями р1=2, р2=3, р3=5, p4=7, p5=11Table 3
Error constants for RNS with bases p 1 = 2, p 2 = 3, p 3 = 5, p 4 = 7, p 5 = 11
1,46.7
1.4
3,101,2
3.10
6,64.9
6.6
5,13.4
5.1
6,94.1
6.9
2,104.7
2.10
3,21,5
3.2
В соответствии с δ1=1, δ2=5 таблицы 2 определяется величина ошибки (0,0,4), которая складывается с контролируемым числом In accordance with δ 1 = 1, δ 2 = 5 of Table 2, the error value (0,0,4) is determined, which is added to the controlled number
По величине ошибки (0,0,4) локализуется ошибочный разряд, им будет разряд по modp3. Использование синдрома ошибки позволяет все процедуры по обнаружению, локализации и исправлению ошибок объединить в одну процедуру, что позволяет уменьшить время коррекции ошибок и повысить эффективность.By the magnitude of the error (0,0,4) the erroneous discharge is localized, it will be the discharge according to modp 3 . Using the error syndrome allows you to combine all the procedures for detecting, localizing and correcting errors in one procedure, which allows to reduce the time of error correction and increase efficiency.
На чертеже приведена нейронная сеть для обнаружения, локализации и исправления ошибок в системе остаточных классов. Нейронная сеть состоит из входного слоя нейронов 2, 23, входного слоя 24, предназначенного для хранения остатков числа по рабочим и контрольным основаниям в течение времени обнаружения ошибки, вход которой соединен со входами 1(α1, α2,..., αn) и входами 25(αn+1, αn+2) нейронной сети; нейронной сети 8, предназначенной для вычисления остатков чисел по контрольным основаниям, входы которой соединены с выходами нейронов 2, хранящими остатки по рабочим основаниям; нейронных сетей конечного кольца 10, 11, предназначенных для вычисления синдромов ошибки по контрольным основаниям, первые входы которых соединены соответственно с выходами нейронной сети вычисления остатков по контрольным основаниям, а вторые - соответственно с выходами нейронов 23, хранящие остатки по контрольным основаниям, входы которых подключены к шине 25; блок памяти 14, предназначенный для хранения констант, вход которого соединен с выходами нейронных сетей конечного кольца 10, 11; нейронных сетей конечного кольца 21, предназначенных для получения исправленного числа путем суммирования неправильного числа с константой ошибки, первые входы которых соединены соответственно с выходами блока памяти, шины 15, которые являются выходными шинами 16, 17 и 18, формирующие номера неисправных модулей и входом элемента ИЛИ 19, выход 20 которого формирует сигнал "есть ошибка", а вторые - с выходами нейронов 2, а выходные сигналы 22 нейронных сетей конечного кольца 21 являются выходами нейронной сети исправления ошибок.The drawing shows a neural network for detecting, localizing and correcting errors in the system of residual classes. The neural network consists of an input layer of neurons 2, 23, an input layer 24, designed to store the remainder of the number on the working and control grounds during the time the error is detected, the input of which is connected to inputs 1 (α 1 , α 2 , ..., α n ) and the inputs of 25 (α n + 1 , α n + 2 ) neural networks; neural network 8, designed to calculate the remains of numbers on control bases, the inputs of which are connected to the outputs of neurons 2, which store the remains on working bases; neural networks of the final ring 10, 11, designed to calculate the syndromes of error on the control bases, the first inputs of which are connected respectively to the outputs of the neural network calculate residues on the control bases, and the second, respectively, with the outputs of neurons 23, which store the remains on the control bases, the inputs of which are connected to the bus 25; a memory unit 14 for storing constants, the input of which is connected to the outputs of the neural networks of the final ring 10, 11; neural networks of the final ring 21, designed to receive the corrected number by summing the wrong number with the error constant, the first inputs of which are connected respectively to the outputs of the memory unit, bus 15, which are the output buses 16, 17 and 18, forming the numbers of the faulty modules and the input of the OR element 19, the output 20 of which generates a signal "there is an error", and the second with the outputs of neurons 2, and the output signals 22 of the neural networks of the final ring 21 are outputs of the neural network of error correction.
Работа нейронной сети для обнаружения, локализации и исправления ошибок в системе остаточных классов осуществляется следующим образом.The operation of a neural network to detect, localize and correct errors in the system of residual classes is as follows.
На входы 1, 25 нейронов 2 и 23 нейронной сети для обнаружения, локализации и исправления ошибки в системе остаточных классов подается контролируемое число А=(α1, α2,...,αn, αn+1, αn+2). С выходов нейронов 2 остатки по рабочим основаниям с весовыми коэффициентами wij 3 поступают на вход нейронной сети 8 вычисления остатков по контрольным модулям. Нейронная сеть 8 состоит из совокупности нейронных сетей конечного кольца 4, 5, 6. Весовые коэффициенты wij 3 и wjk 7 нейронов нейронных сетей конечного кольца, выполняющие роль распределенной памяти, определяются соответственно и wjk=1. Нейронные сети конечного кольца 4, 5 и 6 реализуют вычислительную модель, представленную в таблице 2.To the inputs 1, 25 of neurons 2 and 23 of the neural network to detect, localize and correct errors in the system of residual classes, a controlled number A = (α 1 , α 2 , ..., α n , α n + 1 , α n + 2 ) From the outputs of neurons 2 residuals on working grounds with weight coefficients w ij 3 are fed to the input of neural network 8 calculating the residuals of the control modules. Neural network 8 consists of a set of neural networks of a finite ring 4, 5, 6. Weighting factors w ij 3 and w jk 7 of neurons of neural networks of a finite ring, which play the role of distributed memory, are determined respectively and w jk = 1. Neural networks of the final ring 4, 5 and 6 implement the computational model presented in table 2.
Выходные сигналы НСКК 5 и 6 последней строки поступают на вход НСКК 27 и 26, с весовыми коэффициентами wkl 29, равные где l - количество расширяемых модулей и принимает значение 1,2,....The output signals of NSCC 5 and 6 of the last line are fed to the input of NSCC 27 and 26, with weights w kl 29 equal to where l is the number of expandable modules and takes the value 1.2, ....
Выходные сигналы 9 НСКК 27 и 28 будут отрицательными значениями: -α'n+1 и -α'n+2, которые поступают соответственно на входы 9 НСКК 10 и 11, а на вторые входы поступают значения αn+1 и αn+2 по шинам соответственно 30 и 31. НСКК 10 и 11 реализуют вычислительную модель:The output signals 9 NSCC 27 and 28 will be negative values: -α ' n + 1 and -α' n + 2 , which are respectively fed to the inputs 9 of the NSCC 10 and 11, and the values α n + 1 and α n + are received at the second inputs 2 on tires 30 and 31, respectively. NSCC 10 and 11 implement a computational model:
δ1=αn+1-(-α'n+1);δ 1 = α n + 1 - (- α ' n + 1 );
δ2=αn+2-(-α'n+2).δ 2 = α n + 2 - (- α ' n + 2 ).
Выходные значения НСКК 10 и 11 по шинам 12 и 13, соответствующим синдромам ошибки, поступают на входы блока памяти 14 и выбирают оттуда соответствующую константу согласно таблице 3. Эти константы с выхода блока памяти 14 по шинам 15 поступают на соответствующую шину 16, 17 и 18, которые показывают номер неисправного модуля, а также на вход элемента ИЛИ 19, выход 20 которого показывает наличие ошибки. На входы НСКК 21 поступает сигнал с выхода блока памяти, а на вторые входы поступают соответственно выходные сигналы рабочих каналов, нейроны 3, выходная шина 26, где суммируются с константами ошибок, подобранными таким образом, что при ее сложении с контролируемым числом А имевшая место ошибка в числе устраняется. На выходе НСКК 21 выходная шина 22 формирует исправленное число.The output values of NSCC 10 and 11 on buses 12 and 13, corresponding to the error syndromes, are fed to the inputs of memory block 14 and the corresponding constant is selected from there according to table 3. These constants from the output of memory block 14 via buses 15 are sent to the corresponding bus 16, 17 and 18 , which show the number of the faulty module, as well as the input of the OR element 19, the output 20 of which indicates the presence of an error. The signals from the output of the memory block are fed to the inputs of the NSCC 21, and the output signals of the working channels, neurons 3, and the output bus 26, respectively, are received at the second inputs, where they are summed with error constants chosen in such a way that when it is added to the controlled number A, an error occurs in the number is eliminated. At the output of the NSCC 21, the output bus 22 forms a corrected number.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113647/09A RU2301442C2 (en) | 2005-05-04 | 2005-05-04 | Neuron network for finding, localizing and correcting errors in residual classes system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113647/09A RU2301442C2 (en) | 2005-05-04 | 2005-05-04 | Neuron network for finding, localizing and correcting errors in residual classes system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005113647A RU2005113647A (en) | 2006-11-10 |
RU2301442C2 true RU2301442C2 (en) | 2007-06-20 |
Family
ID=37500623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005113647/09A RU2301442C2 (en) | 2005-05-04 | 2005-05-04 | Neuron network for finding, localizing and correcting errors in residual classes system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2301442C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483346C1 (en) * | 2011-11-10 | 2013-05-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Apparatus for detecting dynamic range overflow, determining error and localisation of computation channel faults in computers operating in residue number system |
RU2653257C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-05-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Device for detecting and correcting the error of the modular code |
RU2780148C1 (en) * | 2021-12-27 | 2022-09-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Distributed data storage system |
-
2005
- 2005-05-04 RU RU2005113647/09A patent/RU2301442C2/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483346C1 (en) * | 2011-11-10 | 2013-05-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Apparatus for detecting dynamic range overflow, determining error and localisation of computation channel faults in computers operating in residue number system |
RU2653257C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-05-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Device for detecting and correcting the error of the modular code |
RU2780148C1 (en) * | 2021-12-27 | 2022-09-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Distributed data storage system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005113647A (en) | 2006-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chervyakov et al. | An efficient method of error correction in fault-tolerant modular neurocomputers | |
RU2301442C2 (en) | Neuron network for finding, localizing and correcting errors in residual classes system | |
Chervyakov et al. | The architecture of a fault-tolerant modular neurocomputer based on modular number projections | |
Zhang | An FPGA implementation of redundant residue number system for low-cost fast speed fault-tolerant computations | |
US7065697B2 (en) | Systems and methods of partitioning data to facilitate error correction | |
US20190173718A1 (en) | Apparatus and method for coarse timing and frequency synchronization | |
RU2409840C2 (en) | Device for converting polynomial system of residue classes to position code | |
RU2294529C2 (en) | Device for correcting errors in polynomial system of residue classes with usage of pseudo-orthogonal polynomials | |
RU2300801C2 (en) | Device for finding and correcting errors in codes of polynomial system of residue classes based on zeroing | |
US11853156B2 (en) | Error checking for systolic array computation | |
RU2653257C1 (en) | Device for detecting and correcting the error of the modular code | |
Mohan et al. | Error Detection, Correction and Fault Tolerance in RNS-Based Designs | |
Lo et al. | Parallel algorithms for residue scaling and error correction in residue arithmetic | |
RU2744815C1 (en) | Device for transferring numbers from residue number system and base-radix extensions | |
RU2483346C1 (en) | Apparatus for detecting dynamic range overflow, determining error and localisation of computation channel faults in computers operating in residue number system | |
RU2309535C1 (en) | Device for transforming a number from polynomial system of residual classes to positional code with error correction | |
RU2818029C1 (en) | Device for correcting errors in polynomial system of residue classes | |
JP2009534729A (en) | N-bit adder and corresponding addition method | |
RU2256226C2 (en) | Neuron network for broadening tuple of numeric subtractions system | |
RU2279131C2 (en) | Adaptive parallel-conveyor neutron network for correction of errors | |
Megson et al. | Algorithmic fault tolerance for matrix operations on triangular arrays | |
JPH0964754A (en) | Error check code generating circuit | |
RU2453902C2 (en) | Device for correcting errors in polynomial system of residue classes | |
Kucherov et al. | Efficient implementation of error correction codes in modular code. | |
RU2780400C1 (en) | Device for calculating the rank of a modular number |