SU1691897A1 - Устройство дл хранени информации с контролем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении высоконадежной аппаратуры передачи данных. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и расширение области применени  устройства за счет возможности использовани  в системах с контролем по четности или коду Хэмминга. Устройство содержит линейку двухступенчатых D-триггеров, образующих сдвиговый регистр, блок запоминани  синдрома, блок дешифрации синдрома, блок определени  полуслова, блок выборки, блок признаков ошибки, блок коррекции контрольных битов , блок формировани  особых случаев, блок стробировани  данных и блок коррекции информационных битов. В устройстве обеспечиваетс  прием, хранение и выдача информации с контролем по четности или коду Хэмминга. В диагностическом режиме все элементы пам ти устройства преобразуютс  в единый сдвигающий регистр, обеспе- чивающий последовательную передачу диагностической информации с входа на выход . 8 ил. СО с

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении высоконадежной аппаратуры передачи данных.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и расширение области применени  устройства за счет возможности использовани  в системах с контролем по четности или коду Хэмминга.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  передачи информации с контролем; на фиг. 2 - схема блока определени  полуслова: на фиг. 3 - схема блока признаков ошибки; на фиг. 4 - схема блока стробировани  данных; на фиг. 5 - схема блока коррекции контрольных битов; на фиг. 6 - схема блока формировани  особых

случаев; на фиг. 7 - таблица кодировани  64-разр дных слов; на фиг. 8 - таблица расшифровки синдрома.

Устройство (фиг. 1) содержит линейку двухступенчатых D-триггеров, образующих сдвиговый регистр 1, блок 2 запоминани  синдрома, блок 3 дешифрации синдрома, блок 4 определени  полуслова, блок 5 выборки , блок 6 признаков ошибки, блок 7 коррекции контрольных битов, блок 8 формировани  особых случаев, блок 9 стробировани  данных, блок 10 коррекции информационных битов.

На фиг. 1 также обозначены входы 11 синхронизации устройства (SYN), вход 12 сброса устройства (R); вход 13 обращени  устройства (Е), информационные входы 14

Os

о

00

о VJ

устройства (D1) входы 15 синдрома устройства (S), диагностический вход 16 устройства (SD), вход 17 режима устройства (М), управл ющие входы 18 устройства (L), информационные входы 19 устройства (D), выходы 20-22 признака ошибки устройства (ER 1, ER2, ER).

Блок 4 определени  полуслова (фиг. 2) содержит сумматоры 23 и 24 по модулю два и элемент И 25.

Блок 6 признаков ошибок (фиг. 3) содержит элементы ИЛИ 26-28, элементы И 29- 31, сумматоры 32, 33 по модулю два.

Блок 9 стробировани  данных (фиг. 4) содержит элемент ИЛИ 34 и группу элементов И 35.

Блок 7 коррекции контрольных битов (фиг. 5) содержит группу элементов И 36, элементы И-ИЛИ 37, 38, сумматоры 39, 40 по модулю два.

Блок 8 формировани  особых случаев (фиг, 6) содержит элементы И 41-50, элемент ИЛИ 51.

Устройство дл  передачи информации с контролем работает следующим образом.

В зависимости от прин той системы контрол  в вычислительной системе оно имеет диагностический режим и два рабочих режима,

1.Первый рабочий режим ориентирован на избыточный код с проверкой на четность; в этом режиме осуществл ютс  прием, хранение и выдача прин той информации , а также выдача сигнала-признака наличи  ошибки в слове (в случае ее возникновени ); данный режим задаетс  логическим нулем на входе 17 устройства; на вход 15 поступают логические нули.

2.Второй рабочий режим ориентирован на модифицированный код Хэмминга; в этом режиме осуществл ютс  прием, коррекци  (если возникла одиночна  ошибка) и выдача исправленной информации, а также выдача сигнала признака типа ошибки; данный режим задаетс  логической единицей на входе 17 устройства, а на вход 15 в этом случае поступает 8-разр дный синдром ошибки , Si, 82, 84, Se, Sie, 832, ST.

В первом рабочем режиме 18-разр дные данные, поступающие с входа 14, распредел ютс  следующим образом: 16 информационных битов D1 1/16 поступают на блок 10 коррекции информационных битов, два контрольных бита С 0/1 - на блок 7 коррекции контрольных битов, а на блок 6 признаков ошибки поступают все 18 битов, т.е. информационные и контрольные.

Логический нуль с входа 17 поступает на элемент И 25 блока 4 определени  полуслова . Выходной (нулевой) сигнал элемента

И 25 поступает на блок 9 стробировани  данных, в результате чего на всех выходах этого блока вырабатываютс  нули, которые далее поступают на блок 10 коррекции информационных битов и в свою очередь разрешают прохождение информационных битов D1 1/16 на входы блока 1.

Поскольку синдром ошибки в первом режиме равен нулю, то его частична  де0 шифраци  в блоке 4 приводит к нулевому результату. Поэтому на одном из входов каждого элемента И группы 36 в блоке 7 будет логический нуль. Следовательно, на выходах элементов И-ИЛИ 37, 38 также вы5 рабатываютс  логические нули, которые далее поступают на входы сумматоров 39 и 40 по модулю два и обеспечивают пр мое прохождение через эти сумматоры контрольных битов, которые далее поступают на

0 входы блока 1. Запись информационных D1 1/16 и контрольных С 0/1 битов в линейку двухступенчатых D-триггеров блока 1 происходит по двум синхросигналам SYN 2 и SYN 3 соответственно (синхросигнал SYN 1

5  вл етс  диагностическим и в рабочих режимах на устройство не подаетс ).

Контроль записываемой информации осуществл етс  в блоке 6, где на элементе 32 формируетс  сумма по модулю два битов

0 1-8 (первый информационный байт) и 17 (первый контрольный бит), поступающих по входной шине 14, а на элементе 33 формируетс  сумма по модулю два битов 9-16 (второй информационный байт) и 18 (второй

5 контрольный бит), поступающих по той же входной шине 14. Если на выходах элементов 32, 33 возникает сигнал логической единицы , то это означает, что в соответствующем информационном байте

0 (или в соответствующем контрольном бите) возникла ошибка нечетной кратности (одиночна , тройна  и т.д.). Поэтому выходы сумматоров 32, 33 объединены на элементе ИЛИ 27 и простробированы на элементе И

5 31 сигналом рабочего режима М, поступающим с входа 17 устройства. Выработанный таким образом сигнал-признак ER обнаружени  ошибки проходит через элемент ИЛИ 28 на выход 22 устройства.

0 Во втором рабочем режиме на четвертом управл ющем входе 17 устройства задаетс  логическа  единица. В этом режиме используетс  код Хэмминга и контрольные разр ды формируютс  в соответствии с

5 табл. 1 (фиг. 7). В этом случае по входам 15 устройства на блок 2 запоминани  синдрома , который представл ет собой линейку двухступенчатых D-триггеров с селекторами , поступает 8-разр дный синдром , Si, Sa, SA, SB, Sie. 5з2, ST. Запись синдрома

происходит по двум синхросигналам SYN 2 и SYN 3. С выходов блока 2 биты синдрома Sie и 5з2 поступают на блок 4 определени  ошибочного полуслова, на который также поступает 2-разр дный код с входа 18, оп- редел ющий позицию данной БИС. Блок А осуществл ет сравнение двух 2-разр дных кодов на сумматорах 23, 24 и вырабатывает сигнал идентификации БИС с ошибочной входной информацией при их равен- стве; при их неравенстве вырабатываетс  сигнал , что говорит о том, что на данный БИС пришла безошибочна  информаци  (за исключением так называемых особых случаев, о которых говоритс  не- сколько позже). Сигнал Cld формируетс  в результате объединени  выходов сумматоров 23,24 по И на элементе И 25. При помощи двух других входов элемента И 25 сигнал Cld стробируетс  сигналом выбора рабоче- го режима М, приход щим на вход 17 устройства , и сигналом-признаком одиночной ошибки ERi, поступающим с первого выхода блока 6 и параллельно подающимс  на выход 20 устройства.

Биты синдрома Si, 82, 84 и Ss с выхода блока 2 поступают на блок 3 дешифрации синдрома, где вырабатываетс  слово ошибки . E2Eie, локализующее ошибочный бит в рабочем полуслове. Весь 8-разр дный синдром , 81, 82, 84, Se, Sie, 832, 8т поступает на блок б признаков ошибки, где определ етс  тип ошибки по следующим логическим соотношени м:

(SoirSivS2vS4vS8vSi6 /S32)

ERi - сигнал-признак одиночной ошибки;

(SovSivS2vS4vSevS ) ER2 - сигнал-признак двойной ошибки;

ER STvSovSwS2vS4vS8 Si6vS32 ER - сигнал-признак любой обнаруженной ошибки (в том числе многократной).

Сигнал Cld поступает на вход блока 9 стробировани  данных и разрешает (или не разрешает) слову ошибки Е пройти с выходов блока 9 на вход блока 1C коррекции информационных битов, где исправление ошибки осуществл етс  при помощи линейки двувходовых сумматоров по модулю два.

Далее откорректированна  информаци  записываетс  в блок 1 двухступенчатых D-триггеров с селекторами по двум синхросигналам SYN 2 и SYN 3 соответственно.

Рассмотрим корректировку контрольных битов.

Расшифрованные биты Si, 82, 84, Se Синдрома (слово ошибки Е в рабочем полуслове ) с выхода блока 3 поступают на группу элементов И 36 блока .7 коррекции контрольных битов, на которую также поступают биты So, Si6, 832, 8т синдрома (фиг. 5). Элементы И группы 36 фактически  плчютс  последней ступенью неполного дешифрато ра полного синдрома ошибки So, Si, 82. . Se, Si6, 832, ST, вы вл ющего ошибку в контрольных разр дах Со. Ci, Са, С4, Cs, Cie. Сзг. Ст в соответствии с табл. 2 на фиг. 8 и формирующего слово ошибки в контрольных разр дах , ECi, EC2, ЕС4, ECs, ECie, ЕСз2, ЕСт. Биты этого слова далее идут на селекторы, состо щие из элементов И-ИЛИ 37, 38. На эти же селекторы с блокз 5 поступают сигналы локализации БИС (PSj) На выход первого селектора может пройти один из сигналов ошибки ECo, ЕСа, ECs, ЕСз2, если данна  БИС  вл етс  первой, второй, третьей или четвертой соответственно . На выход второго селектора может пройти один из сигналов ошибки ECi, EC4. ECi6, ЕСт, если данна  БИС  вл етс  первой , второй, третьей или четвертой БИС соответственно . Далее пара выбранных сигналов ошибки поступает на корректор контрольных битов, состо щий из двух двувходовых сумматоров 39 и 40 по модулю два.

На другие входы этих элементов с входа 14 устройства подаютс  контрольные биты Со и Ci дл  первой БИС, С2 и С4 дл  второй БИС, Сз и Сю дл  третьей БИС, Сз2 и Ст дл  четвертой БИС, Откорректированна  пара контрольных битов далее подаетс  дл  хранени  на блок 1.

Два разр да информации - 1 и 33-й (табл. 1) нос т статус особых разр дов, так как они нарушают регул рность формировани  контрольных битов. При работе с 64- разр дным словом возникает необходимость формировани  сигналов ошибки дл  этих разр дов отдельно. Так, 1-й разр д в табл. 1 расшифровки синдромов находитс  на месте первого разр да, но не в своем, первом полуслове, а в третьем (табл. 2). Аналогичное положение с 33-м разр дом: в таблице расшифровки синдромов он находитс  в своем (третьем) полуслове, но не в первом, а во втором разр де. Следовательно , возникает необходимость выполнить полную дешифрацию полного синдрома дл  этих двух разр дов, Така  дешифраци  выполн етс  в блоке 8 при помощи элементов И 41 и 42, вырабатывающих сигналы ошибки EI и Езз (фиг. б). Далее сигналы EI и Езз стробируютс  на элементах И 43,44 сигналами локализации БИС, поступающими с блока 5:

Отстробированный сигнал EI далее поступает на первый разр д 7-разр дной выходной шины блока 8, по которой поступает на элемент ИЛИ 34 блока 9 (фиг. л. В результате этого на выходе элемента ИЛИ 34 формируетс  сигнал ошибки дл  первого разр да рассматриваемой БИС, то есть:

дл  первого разр да слова (первого разр да в первой БИС);

дл  17-го разр да слова (первого разр да во второй БИС);

дл  33-го разр да слова (первого разр да в третьей БИС);

дл  49-го разр да слова (первого разр да в четвертой БИС).

Далее выходной сигнал элемента ИЛИ 34 поступает на вход соответствующего сумматора по модулю два в блоке 10, обеспечива  тем самым коррекцию первого разр да в данной БИС (то есть либо 1-го, либо 17-го, либо 33-го, либо 49-го разр да в слове ).

Отстробированный сигнал Езз с элемента И 44 поступает на вход элемента ИЛИ 51 и на инверсный вход элемента И 46. В первом случае он подмешиваетс  к сигналу ошибки в первом разр де данной БИС, а во втором случае запрещает прохождение в корректор сигнала ошибки во втором разр де этой БИС (напомним, что в таблице расшифровки синдрома на фиг. 8 33-й разр д стоит во втором разр де третьего полуслова , хот  по сути он  вл етс  первым разр дом третьего полуслова). Выходной сигнал элемента ИЛИ 51 поступает на один из входов элемента И 45. На четыре других инверсных входа этого элемента поступают сигналы ошибки в контрольных разр дах ECo, ECi6, ЕСз2, ЕСт, что необходимо дл  того, чтобы исключить вли ние ошибок в контрольных разр дах Со, Cie, Сз2, Ст, которые по таблице расшифровки неполного синдрома (табл. 2 на фиг. 8) формально располагаютс  в первых разр дах некоторых полуслов.

Такую же роль, как и элемент И 44, играют элементы И 46-49, исключа  вли ние тех сигналов, которые лишь формально (по табл. 2 на фиг. 8) занимают избыточные позиции в некоторых полусловах:

сигнал Ci находитс  в избыточной позиции второго разр да;

сигнал С2 в избыточной позиции третьего разр да;

сигнал С4 - в избыточной позиции п того разр да;

сигнал Се - в избыточной позиции дев того разр да.

В диагностическом режиме все элементы пам ти в устройстве должны составл ть единый сдвигающий регистр, способный последовательно воспринимать и выдавать диагностическую информацию при подаче на него диагностических синхросигналов (рабочие синхросигналы при этом блокируютс ). В данном случае единый сдвигающий регистр формируетс  из триггеров блоков 2 и 1, соединенных специальным одноразр дным ответвлением от выходной шины блока

2, передающим содержимое последнего (восьмого) триггера блока 2 на четвертый вход блока 1.

Запись диагностической информации в единый сдвигающий регистр осуществл ет0 с  через третий информационный вход 16 устройства по синхросигналам SYN 1 и SYN 3. Выход информации из регистра выполн етс  по цепи последнего (восемнадцатого) разр да выходной шины 19 устройства.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  хранени  информации с контролем, содержащее линейку двуступен- чатых D-триггеров, образующих сдвиговый

   0 регистр, синхровходы которого с первого по третий  вл ютс  входами синхронизации устройства, вход сброса - входом сброса устройства, вход выборки - входом обращени  устройства, а выходы - информацион5 ными выходами устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  области применени  устройства за счет возможности использовани  в системах с контролем по

   0 четности или коду Хэмминга в устройство введены блок запоминани  синдрома, блок дешифрации синдрома, блок определени  полуслова, блок выборки, блок признаков ошибки, блок коррекции контрольных би5 тов, блок формировани  особых случаев, блок стробировани  данных и блок коррекции информационных битов, причем выходы блока коррекции информационных битов соединены с информационными вхо0 дами первой группы сдвигового регистра, а входы первой группы подключены к выходам блока стробировани  данных, информационные входы первой группы которого соединены с выходами блока дешифрации

   5 синдрома, с входами первой группы блока коррекции контрольных битов и с входами первой группы блока формировани  особых случаев, входы второй группы и выходы которого подключены соответственно к выхо0 дам первой группы блока коррекции контрольных битов и к информационным входам второй группы блока стробировани  данных, управл ющий вход которого соединен с выходом блока определени  полусло5 ва, первый управл ющий вход которого  вл етс  входом признака режима контрол  устройства и соединен с управл ющим входом блока признака ошибки, информационные входы первой группы которого подключены к выходам блока запоминани 

   синдрома, синхровходы которого с первого по третий, а также входы выборки и сброса соединены с одноименными входами устройства , входы блока дешифрации синдрома , информационные входы первой группы блока определени  полуслова, входы второй группы блока коррекции контрольных битов и входы третьей группы блока формировани  особых случаев подключены к соответствующим выходам блока запоминани  синдрома, информационные входы группы и информационный вход которого  вл ютс  соответственно входами синдрома и диагностическим входом устройства, информационные входы второй группы блока определени  полуслова  вл ютс  управл ющими входами устройства и соединены с входами блока выборки и с входами четвертой группы блока формировани  особых случаев, информационные входы второй группы блока признака ошибки  вл ютс  информационными входами устройства и

   соединены с входами второй группы блока коррекции информационных битов, информационные входы третьей группы блока признака ошибки  вл ютс  входами разр дов байтной четности устройства и подключены к входам третьей группы блока коррекции контрольных битов, входы четвертой группы которого соединены с выходами блока выборки, первый выход блока

   признака ошибки подключен к второму управл ющему входу блока определени  полуслова и  вл етс  первым выходом признака ошибки устройства, второй и третий выходы блока признака ошибки  вл ютс  соответственно вторым и третьим выходами признака ошибки устройства, выходы второй группы блока коррекции контрольных битов подключены к информационным входам второй группы сдвигового регистра, один

   выход блока запоминани  синдрома соединен с последовательным информационным входом сдвигового регистра.

   Фиг.1

   (От D/I.

   W

   (ft) 17 (EK1JMfa . 6)

   (От

   -(На6л.9)

   Фиг. 2

   фигЗ

   (Огл5л.8 (От &vtyx

   0m Ш)

   Фиг

   Фиг. 5

   (От 5л 5)

   (Отвлг) А

   (ОтБлЗ) о (Отбл.7)

   Ь

   (НаблЭ)

   Фиг.6

   Тайлица 7

   Таблица 2.

   Фиг. 8