SU1111169A1 - Устройство дл обнаружени и исправлени ошибок в блоках вычислительной машины - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычисли- тельной технике   может быть использовано дл  обнаружени  и исправлени  ошибок в тракте приема - передачи дискретных данных, например, при считывании данных из оперативной пам ти в процессор вычислительно машины или записи данных из процессора в оперативную пам ть. Известно устройство дл  обнаружени  и исправлени  ошибок, содержащее входной регистр с пр мым выходом, формирователь синдрома ошибки, дешифратор ошибок, корректор информа-. дни 113.1 Недостатком известного устройства  вл етс  низка  степень достоверности передачи данных ввиду отсутстви  контрол  работы оборудовани  устройства , Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  устрой ство дл  обнаружени  и исправлени  ошибок в блоках вычислительной машины , содержащее входной регистр, уп-. равл ющИй вход которого  вл етс  первым управл ющим входом устройства , контрольный вход - контрольным входом устройства, а выход подключен к информационному входу блока коррек ции информации, адресный вход которо го соединен с выходом дешифратора, а выход - с информационным входом выходного регистра, управл ющий вход которого  вл етс  вторым управл ющим входом устройства, а первый выход - информационным выходом устройства , первый формирователь синдрома ошибки, выход синдрома которого подкхпочен к первому входу первой схемы сравнени , вькод которой  вл етс  первым выходом ошибки устройства, блок коррекции четности, вход коррек ции которого подключен к выходу корректируемой ошибки дешифратора, вторую схему сравнени , блок контрол  дешифратора, формирователь контрольного кода по четности скорректирован ной информации и второй формирова- ; тель синдрома ошибки, выход которого соединен с вторьм входом первой схемы-сравнени , а вход - с выходом входного регистра и входом первого формировател  синдрома ошибки, выход контрол  по четности которого подключен к входу контрол  по .четности блока коррекции четности, а выход синдрома - к входу дешифратора и к входу синдрома блока контрол  дешифратора, входы корректируемой ошибки, некорректируемой ошибки и неразрешенных комбинаций которого соединены с выходами корректируемой ошибки, некорректируемой ошибки и неразрешенных комбинаций депиифратора соответственно, а выход  вл етс  вторым выходом опшбки устройства , выход блока коррекции четности пoдкJПoчeн к первому входу второй схемы сравнени , второй вход которой соединен с выходом формировател  контрольного кода по четности скорректированной информации, вход которого подключен к второму выходу выходного регистра, а выход  вл етс  Выходом контрольных разр дов по четности устройства, выход второй схемы сравнени   вл етс  третьим выг ходом ошибки устройства, тактовый вход триггера ошибки коррекции  вл етс  синхровходом признака ошибки устройства C2J. Однако объем контрольного обору довани  очень высок при низкой степени его эффективности. Схемы контрол  по четности позвол ют обнаружить только одну Ошибку в блоке коррекции информации либо в выходном регистре . Двойна  ошибка в этих узлах известного устройства либо одновременна  одиночна  в казкдом из них не может быть обнаружена. Дешифратор устройства сложен и требует дл  построени  много оборудовани . При дешифрации синдромного кода приходитс  декодировать все разрешенные комбинации , некорректируемые, а также недопустимые комбинации и формирователь признака указанных комбинаций, что приводит к незначительной временной задержке результатов контрольных проверок. Кроме того, функциональные возможности известного устройства Ограничены (нельз  применить в тракте передачи информации, так как оно не может присваивать передаваемой информации контрольный код). Цель изобретени  - повьш1ение достоверности контрол  передачи информации при одновременном сокращет НИИ оборудовани  и повьш1ении быстродействи  . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  обнаружеи  и исправлени  ошибок в блоках выислительной машины, содержащее

входной и выходной регистры, формирователь синдрома ошибки, дешифратор, блок коррекции информации и схему сравнени , причем вход сообщени  устройства соединен соответственно с первой и второй группами информационных входов входного регистра, выходы которого соединены соответственно с информационными входами бло ка коррекции информации, выходы формировател  синдрома ошибки соединены с входами схемы сравнени  и входами дешифратора, выходы которого соединены с адресным входом блока коррекции , выходы которого соединены соответственно с информационными входами выходного регистра, выходы которого  вл ютс  первой группой информационных выходов устройства, введены триггер ошибки коррекции, триггер признака одиночной ошибки, триггер признака двойной ошибки, элемент И, злемент ИЛИ и элемент НЕ, причем перва  группа входов формировател  синдрома ошибки соединена соответственно с первой группой выходов входного и выходного регистров, втора  группа входов формировател  синдрома ошибки соединена соответственно с второй группой выходов входного и выходного регистров, выходы формировател  синдрома ошибки соединены с входами элемента ИЛИ, выход которо .го соединен с первьм входом элемента И и информационным входом триггера ошибки коррекции, выход схемы сравнени  соединен с информационным входом триггера признака одиночной ошибки и.с входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с информационным входом триггера признака двойной ошибки, пр мые выходы триггеров ошибки коррекции, признака одиночной ошибки и признака двойной ошибки образуют контрольный выход устройства, вход сброса устройства соединен с входом установки Б ноль первой группы информационных входов входного регистра, первый вход разрешени  устройства соединен с входом считывани  первой и второй групп выходов входного регистра , второй вход разрешени  устройства соединен с входом считывани  первай и второй групп выходов выходного регистра, выходы входного регистра и формировател  синдрома ошибки образуют вторую группу информационных выходов устройства, тактовый вход I триггера ошибки коррекции  вл етс  синхровходом йризнака ошибки устройства .

На фиг. 1 представлена блок-схема

устройства на фиг. 2 - матрица формировани  синдрома ошибки; на фиг.Зматрица формировани  контрольного кода Хэмминга.

Устройство содержит входной регистр 1, формирователь 2 синдрома ошибки, дешифратор 3, блок 4 коррект ции информации, выходной регистр 5, элемент ИЛИ 6, схему 7 сравнени , элемент НЕ 8, элемент И 9, триггер 10 ошибки коррекции, триггер 11 признака двойной ошибки, триггер 12 признака одиночной ошибки, вход 13 ; сброса, вход 14 сообщени , входы 15 и 16 разрешени , контрольный выход 17, группы 18 и 19 информационных выходов . На первую группу 20 информационных входов входного регистра

1поступает контрольна  часть сообщени ,, а на вторую группу 21 - информационна  часть. Выходной регистр также разделен на две части: контрольную 22 и информационную 23. Входной и выходной регистры состо т из

J)-триггеров с пр мыми и тристабильными выходами. При этом выходы 24 входного регистра образованы пр мыми вькодами триггеров, а первые группы 25, 26 и вторые группы 27, 28 выходов соответственно входного и выходного регистров их тристабильными выходами. Вход 29 устройства  вл етс  синхровходом признака ошибки.

Блок 4 коррекции информации представл ет собой   (по числу разр дов сообщени ) двухвходовых элементов, реализующих функцию суммы по модулю 2.

В основу построени  формировател 

2синдрома ошибки положена симметрична  матрица модифицированного кода Хемминга, состо ща  из элементов , реализующих функцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Выходы формировател  2 синдрома ошибки совместно с пр мыми выхо дами 24 входного регистра 1 составл ющие вторую группу информационных выходов устройства  вл ютс  его выходом в тракт записи. Пр мые выходы выходного регистра 5, составл ющие первую группу информационных вьпсодов устройства,  вл ютс  выходом скорректированной информации. Управл ющие сигналы на входах 13, 15 и 16 устройства 5, 12 и 13 формируютс  устройством, вход щим в состав ЭВМ, использующим устройство дл  обнаружени  и исправлени  оншбок Например, при чтении (записи данных из) в оперативной пам ти указанные сигналы формируютс  устройством управлени  оперативной пам ти 15 и 16 при вьшолнении команды Чтение 15и Запись.16. Устройство работает следующим образом. Передаваемое информационное сообщение (например, 16 бит) с сопровождающим его кодом Хемминга- (например, 16бит) поступает на вход 14 сообщени  устройства и записываетс  во вхо ной регистр. На первом входе 15 разрешени  имеетс  сигнал, разрешающий трансл цию записанной информации через тристабильные выходы 25 и 27 входного регистра на входы формирова тел  2 синдрома ошибки. Причем каждый столбец матрицы (локатор ошибки ) имеет нечетньй вес, т. е. содержи нечетное число единиц. Синдром совп дает с кодом столбца позиции, в которой произошла ошибка, если она только одна, или с двоичной векторной суммой ст элбцов, если ошибок несколько. Необходимо отметить, что векторное сложение любого четного числа векторов нечетного веса дает вектор с четным весом, включа  векто с весом 0. Обнаружение двойной ошибки выполн етс  анализом суммы по модулю 2 всех синдромных битов. Четное число активизированных синдромных битов свидетельствует о четном числе ошибок в сообщении. Синдромный код поступает на вход дешифратора 3, который декодирует его, активизиру  на своем выходе сиг нал ошибки. Сигнал ошибки определ ет ошибочный бит и- инвертирует его посредством блока 4 коррекции информации , св занного с каждым битом через пр мой выход 24 входного регис тра 1. Скорректированна  информаци  записываетс  в выходной регистр 5. Одновременно с записью в выходной регистр по одному синхросигналу 12 происходит запись в триггеры 12 и 11 признаков одиночной и двойной ошибки соответственно. Признак одиночной 1 9ft ошибки - нечетное число активизиро ванных синдромов - определ етс  логическ№4 элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7. Признак двойной ошибки - функци  наличие хот  бы одного активизированного синдрома (элемент ИЛИ 6) и признака четного количества активизированных синдромов (инверси  выхода логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7). Одновременно с записью скорректированного сообщени  в выходной регистр 5 воздействием на входы разрешени  15 и 16 соответственно отключаютс  стабильные выходы 25 и 27 входного регистра 1 от входов формировател  2 синдрома ошибки и подключаютс  тристабильные выходы 26 и 28 выходного регистра 5. Тристабиль-г ные выходы 28 информационной части 23 выходного регистра подключены к входу формировател  2 синдрома со сдвигом на байт, т. е. физически соединены тристабильные выходы старщего байта входного регистра 1 с тристабильными выходами младшего байта выходного регистра 5, а тристабильные выходы младшего байта входного регистра - с тристабильньтми выходами старшего байта выходного регистра. Тристабильные выходы контрольных битов входного регистра СЗ - СО соединены с тристабильньми выходами СО - С5 выходного регистра соответственно. Таким образом, оборудование формировател  2 синдрома ошибки, задействованное дл  генерации синдрома кода S5 - SO при подаче информации с входного регистра, генерирует соответственно СИНДРОМНЫЙ код SO - S5 при подаче сообщени  с выходного регистра. 5, что позвол ет эффективно контролировать оборудование устройства . Если коррекци  сообщени  произведена правильно и нет ошибок оборудовани , то контрольный код Хемминга в блоке 2 должен соответствовать информационной части сообщени  IB блоке 3 выходного регистра 1 и, следовательно, контрольньй просчет синдрома не должен вы вить ни одного активизированного синдромного . бита на выходе формировател  синдрома ошибки. В противном случае будет активизирован выход элемента ИЛИ 6 и установлен в 1 триггер 10 ошибки коррекции синхросигналов, поступающим по входу 29 устройства, Поскольку в контроле оборудовани  аппаратуры устройства задействован механизм кода Хемминга, то контроль позвол ет эффективно обнаружить двойные ошибки оборудовани . При работе предлагаемого устройства в тракте записи данных ( например из процессора в оперативную пам ть, информационна  часть сообщени  записьшаетс  во входной регистр 1.

Сигнал, поступающий по входу 13 сброса, сбрасьтаеттриггеры контрольной части сообщени  входного регистра . На входе 15 разрешени  имеетс  сигнал, разрешающий трансл цию записанной во входной регистр информации через его тристабильные выходы на входы формировател  2 синдрома ошибки, который в этом случае выполн ет функции ген.ератора контрольного кода Хэмминга. Контрольные- биты кода Хэмминга С5 и СО  вл ютс  функцией суммы по модулю 2, аСА-С1 - инверсией суммы по модулю 2 информационных битов, отмеченных знаком 1. Это сделано дл  вы влени  ошибок . входной информации типа все нули и все единицы в тракте приема передачи данных,.Информаци  в тракт записи, сопровождаема  выработанным кодом Хемминга, снимаетс  с выхода 19 устройства. При работе устройства в тракте записи прием в выходной регистр 5 и триггеры 11 и 12 не происходит , так как блокирована .синхронизаци  приема в указанные регистр и триггеры. Синхронизаци  их  вл етс , например, функцией конъюнкции . команды Чтение и синхросигнала при использовании устройства дл  контрол  оперативной пам ти.

Таким образом, устройство позвол ет повысить достоверность контрол  передачи данных, так как обеспечивает вы вление двойных ошибок блока коррекции информации и выходного регистра , а также вы вление ошибки входной информации типа все нули и все единицы, при одновременном снижении объема контрольного оборудовани  и повьш1ении быстродействи .

Кроме того, расширены его функциональные возможности: может примен тьс  как в тракте записи, так и чтени  информации.

п

19

fut.1

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИСПРАВЛЕНИЯ ОШИБОК В БЛОКАХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащее входной и выходной регистры, формирователь синдрома ошибки, дешифратор, блок коррекции информации и схему сравнения, причем вход сообщения устройства соединен с первой и второй группами информационных входов входного регистра, выходы которого соединены соответственно с информационными входами блока коррекции информации, выходы формирователя синдрома ошибки соединены с входами схемы сравнения и входами дешифратора, выходы которого соединены с адресным входом блока коррекции информации^ выходы которого соединены соответственно с информационными выходами выходного регистра, выходы которого являются первой группой информационных выходов . устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля,при одновременном сокращении оборудования и повышении быстродействия, в него введены триггер ошибки коррекции, триггер призна ка одиночной ошибки, триггер признака двойной ошибки, элемент И, элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем первая группа входов формирователя синдрома ошибки соединена соответственно с первой группой выходов входного и выходного регистров, вторая группа входов формирователя синдрома ошибки соединена соответственно с второй группой выходов входного и выходного регистров, выходы формирователя синдрома ошибки соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И и информационным входом коррекции, выход схемы сравнения соединен с информационным входом триггера признака одиночной ошибки и с входом элемента НЕ, выход .которого соединен с вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с информационным входом триггера признака двойной ошибки, прямые выходы триггеров ошибки коррекции, признака одиночной ошибки и признака двойной ошибки образуют контрольный выход устройства, вход сброса устройства соединен с входом установки в · ноль первой группы информационных входов входного регистра, первый вход разрешения устройства соединен с входом считывания первой и второй групп выходов входного регистра, второй вход разрешения устройства соединен с входом считывания первой и второй групп выходов выходного регистра, выходы входного регистра и формирователя синдрома ошибки образуют вторую группу информационных выходов устройства, тактовый вход триггера ошибки коррекции является синхровходом признака ошибки устройства.