Запоминающее устройство с самоконтролем
Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано в системах авуоматики и вычислительной техники. Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия устройства. Устройство содержит накопитель, первый, второй и третий регистры, блок обнаружения и исправления ошибок, с первого по пятый коммутаторы, блок сравнения , блок коррекции контрольных разрядов, блок кодирования, первый, второй и третий триггеры. Устройство позволяет непрерывно контролировать работу блоков кодирования, обнаружения и исправления ошибок путем одновременной подачи на их входы информации , считанной из накопителя, и сравнения сформированных кодов в блоке сравнения, уменьшить время записи в накопитель данных с различным форматом путем предварительного считывания информации и замены части ее на новую с последующей записью с вновь сформированными контрольными разрядами . 5 ил. Ф (Л tc 4 ОО О 00 iNd
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я) 4 G 11 С 11/00
) «3(лГЯР Р Я
j l3 13
ЬИЬ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3729799/24-24 (22) 20.04.84 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (72) Г.Д.Смирнов, А.П.Запольский, А.И.Подгорнов, А.Я.Костинский и А.M. iyraea (53) 681.327.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹- 1120412, кл. G 11 С 29/00, 1983. Авторское свидетельство СССР № 769641, кл. G 11 С 29/00, 1980. (54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С САМОКОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано в системах авуоматики и вычислительной техники. Целью изобретения является повьппение надежности и быстродействия устройства. Устрой„„SUÄÄ 1243032 А1 ство содержит накопитель, первый, второй и третий регистры, блок обнаружения и исправления ошибок, с первого по пятый коммутаторы, блок сравнения, блок коррекции контрольных разрядов, блок кодирования, первый, второй и третий триггеры. Устройство позволяет непрерывно контролировать работу блоков кодирования, обнаружения и исправления ошибок путем одновременной подачи на их входы информации, считанной из накопителя, и сравнения сформированных кодов в блоке сравнения, уменьшить время записи в накопитель данных с различным форматом путем предварительного считЫвания информации и замены части ее на новую с последующей записью с вновь сформированными контрольными разрядами. 5 ил. 1 12430 Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано в системах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения — повышение на5 дежнасти и быстродействия устройства, На фиг. 1 изображена схема запоминающего устройства с самоконтролем; на фиг. 2 — схема третьего коммутатора, на фиг. 3 — схема четвертого коммутатора; на фиг. 4 — схема блока коррекции контрольных разрядов, на фиг. 5 — схема блока обнаружения и исправления ошибок. Запоминающее устройство (фиг. 1) содержит накопитель 1, первый регистр 2, блок 3 обнаружения и исправления ошибок, первый коммутатор 4, второй коммутатор 5, четвертый коммутатор 6, пятый коммутатор 7, блок 8 сравнения, блок 9 коррекции контрольных разрядов, блок 10 кодирования, третий коммутатор 11, второй триггер 12, первый триггер 13, второй регистр 14, третий регистр 15, третий триггер 16, вход 17 "Адрес слова", входы 18 "Микрокоманда",вход 19 "Выход", входы 20 " Данные ОП", входы 21 "Результат ЦП",. вход 22 "Ключ", вход 23 "Управление", выходы 24 "Кант-Зо роль", выход 25 "Сбой оборудования", вход 26 "Запись двойного слова", входы 27 "Данные IgI", входы 28 "Маски" вход 29 "Паритет", вход 30 "Режим", вход 31 "Блокировка", входы 32 "Ус11 35 тановка микрокоманды, входы 33 "Синхронизация", выход 34 "Двойная ошибка", выход 35 "Ошибка входных данных", линии связи 36-47 между блоками. Третий коммутатор (фиг. 2) содер- жит первый элеь,ент НЕ 48, второй элемент HE 49, первую группу элементов И-ИЛИ 50, вторую группу элементов И-ИЛИ 51, третью группу элементов И-ИЛИ 52, четвертую группу элемен.ов И-HJIH 53, регистр 54. Четвертый коммутатор (фиг. 3) содержит первый элемент И-НЕ 55, второй элемент И-HF 56, первый инвертор 57, второй инвертор 58, первую группу элементов И-ИЛИ 59, вторую группу элементов И-ИЛИ 60, регистр 61, третью группу элементов И-ИЛИ 62,четвертую группу элементов И-ИЛИ 63,третий инвертор 64, первый сумматор 65 по модулю "2", второй сумматор 66 по модулю "2", элемент И-ИЛИ 67. 32 2 Блок коррекции контрольных разрядов (фиг. 4) содержит первый инвертор 68, второй инвертор 69, первый элемент И-HE 70, третий инвертар 71, второй элемент И†HE 72, первую группу элементов И 73, вторую группу элементов И 74, первую группу сумматоров 75 по модулю "2", вторую группу сумматоров 76 по модулю "2", ре- гистр 77. Блок обнаружения и исправления ошибок (фиг. 5) содержит уз ел 78 сравнения, регистр 79, дешифратор 80, сумматор 81 по модулю "2", узел 82 формирования контрольных битов кода Хэмминга, сумматор 83 по модулю "2". Запоминающее устройство с самоконтролем может работать в двух диагностических режимах. Первый диагностический режим позволяет проверять состояние отдельных разрядов памяти, как информационных, так и контрольных, второй — искусственно создавать единичную ошибку в заданном разряде информационного слова. В совокупности оба режима позволяют достаточно полно проверить работу запоминающего устройства. Запоминающее устройство в первом диагностическом режиме работает следующим образом. По входу 30 Режим" устанавливается триггер 12 режима "Паритет". Этот триггер блокирует прием в регистр 79 блока 3 обнаружения и исправления ошибок,а также блокирует блок 9 коррекции контрольных разрядов.Тем самым запрещается коррекция информации,считанной из накопителя 1. В этом режиме данные, записываемые в накопитель, поступают из процессора по входам 27 Данные IUI" . Разрядность этих данных— байта. Они записываются в накопитель 1 вместе со своими битами паритета, которые подаются по входу 29 "Паритет" на вход коммутатора 11. Двойное слово записывается в накопитель за два цикла записи. Вместе с двойным словом вместо разрядов кода Хэмминга записываются разряды паритета. Тем самым для проверки контроль.ных разрядов можно применять тесты типа "бегающий ноль" "бегающая единица", а также другие, более сложные, тесты. При считывании из нако— пителя записанного двойного слова через .коммутаторы 5 и 7 в процессор выдаются информационные и контрольные 3 1243 биты в том ниде, в каком они оказались записанными в накопитель 1.Сравнение их с эталонами позволяет объективно судить о состоянии любого бита, расположенного по любому адресу на5 копителя 1 двойного слова. Этот режим позволяет проверить также правильность формирования кода Хэмминга блоком 10 кодирования. В этом случае проверка осуществляется следующим образом. Сначала в обычном режиме в накопитель 1 записываются эталонные двойные слова, для каждого из которых блок 10 формирует свои контрольные биты кода ХэммингB. После 15 этого устанавливается триггер 12 режима "Паритет" и из накопителя 1 считываются двойные слова с теми контрольными битами кода Хэмминга, которые были сформированы блоком 10.Сравнивая их с эталонами, можно судить о правильности работы блока 10 (при этом подразумевается, что накопитель 1 уже проверен). Bo BTopoM диагностическом режиме 25 запоминающее устройство с самоконтролем работает следующим образом. По фиксированному адресу в накопитель записывается определенное двойное слово. Блок 10 кодирования 30 формирует при этом для него опреце- . ленный код Хэмминга. После этого по входу 31 "Блокировка" устанавливается в "1" триггер 13 блокировки. Этот триггер блокирует прием в ререгистр 14. Если теперь в накопитель 1 записывать новое слово,отлича- ющееся от старого одним битом, то вместо контрольных битов кода Хэмминга, сформированных блоком 10 кодиро о вания, в накопитель 1 запишутся контрольные биты кода Хэмминга, оставшиеся в регистре 14 от посл .дней записи. Тем самым в данном двойном слове создается единичная ошибка. Если те— 45 перь считать из накопителя 1 данное двойное слово, то блок 3 обнаружения и исправления ошибок сформирует синдромы, указывающие номер сбойного бита и номер байта, в котором находит50 ся этот бит. Эти синдромы выдаются в процессор через коммутатор 7. Через коммутатор 5 в процессор выдаются скорректированные данные. Сравни— вая их с эталоном, можно судить о 55 правильности работы запоминающего устройства. Правильность формирования кода Хэмминга в блоке 3 осуществляется путем сравнения его с кодом Хэм032 4 мннга, сфоримрованным блоком 1О (при этом подразумевается, что блок 10 уже проверен) . Таким образом, запоминающее устройство проверяется в следующей последовательности: проверка накопителя 1, проверка блока 10 декодирования, проверка режима коррекции одиночных ошибок. Третий коммутатор 11 (фиг. 2) предназначен для коммутации контрольных битов, записываемых в накопитель 1 вместе с соответствующим двойным словом. В рабочем режиме работы коммутатор 11 пропускает контрольные биты кода Хэмминга, сформированные блоком 10 кодирования. В диагностическом режиме коммутатор 11 пропускает информацию с входа 29 "Паритет" и с выходов регистра 2. Четвертый коммутатор 6 (фиг. 3) предназначен для формирования двойного слова, которое необходимо записать в накопитель 1. Информация, которую необходимо записать в накопитель 1, поступает по входам 20, 27 и 29. По входам 20 "Данные ОП" поступает двойное слово (восемь, байтов). Сигнал на входе 26 "Запись двойного слова" определяет передачу этого двойного слоьа на вход накопителя 1. Если на входе 26 разрешение отсутствует, коммутатор 6 передает информа— цию с входом 27 "Данные ЦП" с контрольными разрядами с входа 29 "Паритет". По входам 27 поступают 4 байта. О том, какое слово в записываемом двойном слове будет новым, а кокое останется без изменения, свидетельствует состояние входа 17 "Адреса слова". Если состояние этого входа равно "1", то замене подлежат байты 4-7 считанного из накопителя 1 двойного слова. В противном случае меняются байты 0-3. В пределах записываемого в накопитель 1 слова допускается некоторые байты не изменять. Позиции этих байтов в слове определяются входами "Маски". Байты записываемого двойного слова, остающиеся без изменений, пос-. тупают в коммутатор 6 из блока 3, в который они предварительно считываются из накопителя 1 в состаpe двойно-го слова, и в случае ошибки оиа кор— ректируется. Коммутатор 6 осуществля— ет контроль по паритету данных, пос— тупающих в запоминающее устройство по входам 20 "Данные ОП" или ?7 "Даи5 50 5 12 ные ЦП" и 29 "Паритет". В случае сбоя выдается сигнал на выход 35 "Ошибка входных данных". Триггер 12 режима "Паритет" опре -. деляет диагностический режим, в котором осуществляется проверка состояния всех разрядов считанного из накопителя 1 двойного слова. Блок 9 коррекции контрольных разрядов позволяет сократить длительность цикла записи в накопитель 1 слова или нескольких байтов этого слова. При этом последовательность действий выглядит следующим образом: выборка из памяти двойного слова, замена в этом двойном слове четырех байтов или менее (байты О/3 или 4/6), запись вновь сформированного слова. После считывания из накопителя 1 двойного слова осуществляется анализ его на наличие ошибки и коррекция этой ошибки. Это время занимает примерно 25! всего цикла записи. Для сокращения цикла записи одновременно с анализом и коррекцией считанное двойное слово поступает в коммутатор 6, где формируется новое двойное слово, и для него блок 10 кодирования формирует код Хэмминга, который записывается в регистр 77. К этому моменту в случае ошибки на выходе 37 блока 3 обнаружения и исправления ошибок формируется ненулевой синдром. Если ошибка обнаружена в байтах, которые подлежат замене, то блокируются группы элементов И 73 и 74, на выход 42 блока 9 коррекции контрольных разрядов выдается код Хэмминга из регистра 77 . Если ошибка обнаружена в байте, не подлежащем замене, то синдромы проходят через группы элементов И ?3 и ?4 на входы сумматоров 75 и 76 по модулю "2" и инвертируют разряды кода Хэмминга, находя-щегося в регистре 77. Блок 3 обнаружения и исправления ошибок (фиг. 5) предназначен для кор ректировки единичных ошибок в двойном слове, считанном из накопителя 1 в первый регистр 2. Информационные биты поступают на вход узла 82 формирования контрольных битов кода Хэмминга. Сформированный код Хэмминга, а также разряды паритета с выхода узла 82 поступают на вход узла 64 сравнения и сумматора 83 по модулю "2". На другой вход узла 79 поступа43032 б ют контрольные биты кода Хэмминга из первого регистра 2. Результаты сравнения (синдром) поступают в регистр 79, с выхода которого синдром поступает в дешифратор 80. Если синдром не нулевой, на выходе дешифратора 80 индицируется номер сбойного бита. В этом случае сумматор 81 по модулю "2" инвертиирует этот бит, а сумматор 83 по модулю "."" инвертирует паритет байта, содержащего сбойный бит. В случае двойной ошибки дешифратор 80 формирует соответствующий сигнал. Выхоцные данные в процессор из блока 3 передаются по выходам 44. Ф о р мула и з о бр ет е ни я Запоминающее устройство с самоконтролем, содержащее накопитель, информационные входы первой группы которого соединены с входами блока кодирования, информационные входы второй группы подключены к выходам второго регистра, а выходы соединены с информационными входами первого регистра, выходы первой и второй групп которого подключены к входам группы блока обнаружения и исправления ошибок, выходы первой группы которого соединены с входами первой группы первого и второго коммутатора, а выход является первым управляющим выходом устройства, третий коммутатор, входы первой и второй групп которого подключены соответственно к выходам блока кодирования и к выходам второй группы первого регистра, первый вход -.ретьего коммутатора соединен с входом первого коммутатора и является адоесным входом устройства, а второй вход является первым управляющим входом устройства, выходы первого коммутатора подключены к входам третьего регистра, выходы которого являются информационными выходами первой группы устройства, входы второй и третьей групп второго коммутатора являются соответственно информационными входами первой и второй групп устройства, входы второй группы первого коммутатора и выходы второго коммутатора являются соответственно информационными входами третьей группы и информационными выходами второй группы устройства, первый и второй входы второго коммутатора и установочный вход первого триггера являются соответственно первым, вторым и третьим 1243 7 управляющими входами устройства, синхровходы первого, второго и тре— тьего регистров, первого триггера, третьего коммутатора, блока обнаружения и исправления ошибок, накопителя являются входами синхронизации первой группы устройства, выход первого триггера соединен с управляющим входом второго регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия устройства, в него введены четвертый и пятый коммутаторы, блок сравнения, блок коррекции контрольных разрядов, второй и третий триггеры, причем вхо- 1 ды первой группы четвертого коммутатора подключены к информационным входам первой группы устройства, входы второй группы являются информациoHHbIMH входами четвертой I руппы устройства, входы третьей группы соединены с входами второй группы блока коррекции. контрольных разрядов, первый и второй входы четвертого коммутатора подключены соответственно к второму выходу блока обнаружения и исправле— ния ошибок и к первому управляющему входу устройства, третий вход соединен с BTорым входом блока коррекции контрольных разрядов и с адресным входом устройства, четвертый вход подключен к третьему входу блока коррекции контрольных разрядов и является пятым управляющим входом устройст— ва, выходы группы четвертого коммутатора соединены с входами блока ко— дирования, а выход четвертого коммутаФб 032 8 тора явля ется управляюшим выходом устройства, входы первой группы бло —. ка коррекции контрольных разярдов подключены к выходам второй группы блока обнаружения и исправления ошибок и к входам первой группы пятого коммутатора, первый вход соединен с третьим выходом блока обнаружения и исправления ошибок, четвертый вход подключен к одним входам блоков обнаружения и исправления ошибок пятого коммутатора, к третьему входу третьего коммутатора и к одному выходу второго триггера, другой выход которого соединен с другим входом пятого коммутатора, а установочный вход является шестым управляющим входом устройства, входы первой группы блока срав.нения соединены с выходами блока кодирования, входы второй группы подключены к выходам третьей группы блока обнаружения и исправления ошибок, а выход соединен с установочным входом триггера, выход которого является третьим управляющим выходом устройства, выходы блока коррекции контрольных разрядов подключены к информационным входам второго регистра, а входы третьей группы соединены с выходами третьего коммутатора, выходы пятого коммутатора являются информационными выходами третьей группы устройства, синхровходы второго и третьего триггеров блока коррекции контрольных разрядов етвертого ипятого коммутаторовявляются входамисинхронизации второй группы устройства. 1243032 1243032 ф4(Фиг. s Составитель О.Исаев Техред М.Моргентал Корректор Г.Решетник Редактор В. Петраш Заказ 3711/52 Тираж 543 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпритие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4
