УДК 681.518.5 Системы автоматического контроля и технической диагностики
В данной работе рассмотрено применение метода логического дополнения для организации самопроверяемых схем встроенного контроля для устройств, синтезированных на программируемых логических интегральных схемах. Дан обзор применения метода логического дополнения при использовании различных помехоустойчивых кодов. Приведен пример синтеза схем контроля по методу логического дополнения. Сформулирован алгоритм синтеза системы контроля по методу логического дополнения с применением взвешенных кодов с суммированием по модулю М. В качестве примера для этих целей рассмотрены взвешенные коды с суммированием единичных разрядов по модулю M = 3 и M = 4. Данные коды имеют всего два контрольных разряда, что упрощает их применение для решения задач проектирования системы функционального диагностирования по методу логического дополнения. Приведен сравнительный анализ обоих кодов при использовании их в системах с логическим дополнением. Предложено применение метода логического дополнения на основе взвешенных кодов с суммированием для синтеза дискретных устройств.
программируемая логическая интегральная схема, самопроверяемое дискретное устройство, самопроверяемая схема встроенного контроля, метод дублирования, метод логического дополнения, взвешенный код с суммированием
1. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Христов Х.А., Гавзов Д.В. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики. – Под ред. Вл.В. Сапожникова. – М.: Транспорт, 1995, 272 с.
2. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики (оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства). – М.: Энергоатомиздат, 1981, 320 с.
3. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. – М.: Радио и связь, 1989, 208 с.
4. Goessel M., Graf S. Error Detection Circuits. – London: McGraw-Hill, 1994, 261 p.
5. Nicolaidis M., Zorian Y. On-Line Testing for VLSI – А Compendium of Approaches // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. – 1998. – №12. – Pp. 7-20.
6. Piestrak S.J. Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes. – Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocłavskiej, 1995, 111 p.
7. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl. Generalized Algorithm of Building Summation Codes for the Tasks of Technical Diagnostics of Discrete Systems // Proceedings of 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017), Novi Sad, Serbia, September 29 – October 2, 2017, pp. 365-371, doi: 10.1109/EWDTS.2017.8110126.
8. Busaba F.Y., Lala P.K. Self-Checking Combinational Circuit Design for Single and Uni-directional Multibit Errors // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. – 1994. – Issue 1. – Pp. 19-28. – DOI: 10.1007/BF00971960.
9. Morosow A, Saposhnikov V.V., Saposhnikov Vl.V., Goessel M. Self-Checking Combina-tional Circuits with Unidirectionally Independent Outputs // VLSI Design. – 1998. – Vol. 5. – Issue 4. – Pp. 333-345. – DOI: 10.1155/1998/20389.
10. Гессель М., Морозов А.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Логическое дополнение – новый метод контроля комбинационных схем // Автоматика и телемеханика. – 2003. – №1. – С. 167-176.
11. Saposhnikov Vl.V., Dmitriev A., Goessel M., Saposhnikov V.V. Self-Dual Parity Checking – a New Method for on Line Testing // Proceedings of 14th IEEE VLSI Test Symposium, USA, Princeton, 1996, pp. 162-168.
12. Göessel M., Ocheretny V., Sogomonyan E., Marienfeld D. New Methods of Concurrent Checking: Edition 1. – Dordrecht: Springer Science+Business Media B.V., 2008, 184 p.
13. Efanov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Osadchy G., Pivovarov D. Self-Dual Complement Method up to Constant-Weight Codes for Arrangement of Combinational Logical Circuits Concurrent Error-Detection Systems // Proceedings of 17th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2019), Batumi, Georgia, September 13-16, 2019, pp. 136-143, doi: 10.1109/EWDTS.2019.8884398.
14. Efanov D.V., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V., Pivovarov D.V. The Synthesis Conditions of Completely Self-Testing Embedded-Control Circuits Based on the Boolean Complement Method to the «1-out-of-m» Constant-Weight Code // Automatic Control and Computer Sciences. – 2020. – Vol. 54. – Issue 2. – Pp. 89-99. – DOI: 10.3103/S0146411620020042.
15. Das D.K., Roy S.S., Dmitiriev A., Morozov A., Gössel M. Constraint Don’t Cares for Optimizing Designs for Concurrent Checking by 1-out-of-3 Codes // Proceedings of the 10th International Workshops on Boolean Problems, Freiberg, Germany, September, 2012, pp. 33-40.
16. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Дмитриев А.В., Морозов А.В., Гессель М. Организация функционального контроля комбинационных схем методом логического дополнения // Электронное моделирование. – 2002. – Том 24. – №6. – С. 52-66.
17. Morozov A., Saposhnikov V.V., Saposhnikov Vl. V., Goessel M. New Self-checking Circuits by Use of Berger-codes // 6-th IEEE Int. On-line Testing Workshop. Palma de Mallorca, Spain. 2000 pp. 141-146.
18. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Построение самопроверяемых структур систем функционального контроля на основе равновесного кода «2 из 4» // Проблемы управления. – 2017. – №1. – С. 57-64.
19. Efanov D., Osadchy G., Zueva M. Special Aspects of Errors Definition via Sum Codes within Embedded Control Schemas Being Realized by Means of Boolean Complement Method // Proceedings of 11th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS’2021), Vol. 1, Cracow, Poland, September 22-25, 2021, pp. 424-431
20. Efanov D.V., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V. The Self-Checking Concurrent Error-Detection Systems Synthesis Based on the Boolean Complement to the Bose-Lin Codes with the Modulo Value M=4 // Electronic Modeling. – 2021. – Vol. 43. – Issue 1. – Pp. 28-45. – DOI: 10.15407/emodel.43.01.028.
21. Ефанов Д.В., Осадчий Г.В., Зуева М.В. Коды Бергера в схемах встроенного контроля, реализованных на основе метода логического дополнения // Информатика и системы управления. – 2021. – №1. – С. 75-89. – DOI: 10.22250/isu.2021.67.75-89.
22. Ефанов Д.В., Зуева М.В. Логическое дополнение до модульных кодов с суммированием для синтеза схем встроенного контроля комбинационных устройств автоматики и вычислительной техники // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). – 2021. – №1. – С. 52-60. – DOI: 10.31114/2078-7707-2021-1-52-60.
23. Ефанов Д.В., Осадчий Г.В., Зуева М.В. Особенности обнаружения ошибок кодами с суммированием единичных информационных разрядов в кольце вычетов по заданному модулю в схемах встроенного контроля, синтезированных на основе метода логического дополнения // Автоматика на транспорте. – 2021. – Том 7. – №2. – С. 284-314. – DOI: 10.20295/2412-9186-2021-7-2-284-314.
24. Efanov D., Osadchy G., Zueva M. Specifics of Error Detection with Modular Sum Codes in Concurrent Error-Detection Circuits Based on Boolean Complement Method // Proceedings of 19th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2021), Batumi, Georgia, September 10-13, 2021, pp. 59-69, doi: 10.1109/EWDTS52692.2021.9581036.
25. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Взвешенные коды с суммированием для организации контроля логических устройств // Электронное моделирование. – 2014. – Том 36. – №1. – С. 59-80.
26. Efanov D.V., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V. Using Codes with Summation of Weighted Bits to Organize Checking of Combinational Logical Devices // Automatic Control and Computer Sciences. – 2019. – Vol. 53. – Issue 1. – Pp. 1-11. – DOI: 10.3103/S0146411619010061.
27. Berger J.M. A Note on Error Detection Codes for Asymmetric Channels // Information and Control. – 1961. – Vol. 4. – Issue 1. – Pp. 68-73. – DOI: 10.1016/S0019-9958(61)80037-5.
28. Berger J.M. A Note on Burst Detection Sum Codes // Information and Control. – 1961. – Vol. 4. – Issue 2-3. – Pp. 297-299. – DOI: 10.1016/S0019-9958(61)80024-7.
29. Das D., Touba N.A. Weight-Based Codes and Their Application to Concurrent Error Detection of Multilevel Circuits // Proceedings of 17th IEEE Test Symposium, California, USA, 1999, pp. 370-376, doi: 10.1109/VTEST.1999.766691.
30. Das D., Touba N.A., Seuring M., Gossel M. Low Cost Concurrent Error Detection Based on Modulo Weight-Based Codes // Proceedings of the IEEE 6th International On-Line Testing Workshop (IOLTW), Spain, Palma de Mallorca, July 3-5, 2000, pp. 171-176, doi: 10.1109/OLT.2000.856633
31. Абдуллаев Р.Б. Свойства полиномиальных кодов в системах функционального контроля комбинационных логических схем // Автоматика на транспорте. – 2018. – Том 4. – №4. – С. 655-686.
32. Абдуллаев Р.Б. Вероятностные характеристики полиномиальных кодов в си-стемах технического диагностирования // Автоматика на транспорте. – 2020. – Том 6. – №1. – С. 64-88. – DOI: 10.20295/2412-9186-2020-6-1-64-88.
33. Абдуллаев Р.Б. Полиномиальные коды с обнаружением любых симметричных и асимметричных ошибок в информационных векторах // Наука и техника транспорта. – 2020. – №1. – С. 80-92.
34. Абдуллаев Р.Б. Синтез полностью самопроверяемых схем встроенного контроля на основе полиномиальных кодов для комбинационных логических устройств // Автоматика на транспорте. – 2021. – Том 7. – №3. – С. 452-476. – DOI: 10.20295/2412-9186-2021-7-3-452-476.
35. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Коды Хэмминга в системах функционального контроля логических устройств. – СПб.: Наука, 2018, 151 с.
36. Tshagharyan G., Harutyunyan G., Shoukourian S., Zorian Y. Experimental Study on Hamming and Hsiao Codes in the Context of Embedded Applications // Proceedings of 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2017), Novi Sad, Serbia, September 29 – October 2, 2017, pp. 25-28, doi: 10.1109/EWDTS.2017.8110065.
37. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Коды с суммированием для систем технического диагностирования. Том 2: Взвешенные коды с суммированием. – М.: Наука, 2021, 455 с.
38. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Теория синтеза самопроверяемых цифровых систем на основе кодов с суммированием. – Санкт-Петербург: «Лань», 2021, 580 с.
39. Berger J.M. A Note on Error Detection Codes for Asymmetric Channels // Information and Control. – 1961. – Vol. 4. – Issue 1. – Pp. 68-73. – DOI: 10.1016/S0019-9958(61)80037-5.
40. Мехов В.Б., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Контроль комбинационных схем на основе модифицированных кодов с суммированием // Автоматика и телемеханика. – 2008. – №8. – С. 153-165.
41. Efanov D.V., Pashukov A.V. The Weight-Based Sum Codes in the Residue Ring by Arbitrary Modulus for Synthesis of Self-Checking Digital Computing Systems // Proceedings of 19th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2021), Batumi, Georgia, September 10-13, 2021, pp. 170-179, doi: 10.1109/EWDTS52692.2021.9581032.
42. Пашуков А.В. Исследование особенностей обнаружения ошибок на выходах программируемых логических интегральных схем при функциональном контроле на основе модульных кодов с суммированием // Автоматика на транспорте – 2021. Т. 7 №3. С. 477-495.
43. Пивоваров Д.В. Метод логического дополнения для организации контроля комбинационных устройств в системах мониторинга объектов железнодорожной автоматики дис. канд. техн. наук: 05.13.06.: защищена 19.11.20: утв. 04.06.21: / Пивоваров Дмитрий Вя-чеславович; [Место защиты: Петерб. гос. ун-т путей сообщ.]. – СПб, 2020. – 167 с.
