Оперативное запоминающее устройство с исправлением ошибок

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения контролепригодных запоминающих устройств со средствами обнаружения и исправления ошибок. Целью изобретения является упрощение контроля устройства. Устройство содержит основной и дополнительный накопители, регистры выходных данных и контрольного кода, блок сравнения, блок исправления ошибок, формирователь контрольных разрядов, формирователи входных и выходных сигналов, регистр режима, первый и второй мультиплексоры. Цель изобретения достигается введением регистра режима и мультиплексоров, обеспечивающих в программном режиме доступ к контрольным разрядам на запись и считывание, а также имитацию ошибок путем раздельной записи в основной и дополнительный накопители. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 11 С 29/00

ГОСУДАР СТ В Е ННЪ| И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4604859/24 (22) 14,11.88 (46) 30.08,91. Бюл, М 32 (72) В,И.Галка, В.В.Крамской, П.Г,Хоменко и Д.И.Черкасов (53) 621,327.6(088.8) (56) Масуда Х. Плата памяти с контролем по коду Хэмминга. — Электроника, 1981, М 9.

Хэймлих А. Память с обнаружением и исправлением ошибок для повышения надежности микрокомпьютера. — Электроника, 1980; М 1. (54) ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ИСПРАВЛЕНИЕМ ОШИБОК (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения контролепригодных запоминаИзобретение относится к цифровой вычислительной технике, а именно к 03У, содержащим средства контроля достоверности и исправления ошибок храНимой информации и предназначенным для использования в высоконадежных цифровых вычислительных системах.

Целью изобретения является упрощение контроля устройства.

На чертеже показана структурная схема

ОЗУ с исправлением ошибок.

ОЗУ с исправлением ошибок содержит формирователи 1 входных и 2 выходных сигналов, основной 3 и дополнительный 4 накопигепи, формирователь 5 контрольного кода, триггер 6 режима, мультиплексоры 7 и

8. регистр 9 выходных данных, регистр 10

„„5Ц „„1674269 А1 ющих устройств со средствами обнаружения и исправления ошибок. Целью изобретения является упрощение контроля устройства. Устройство содержит основной и дополнительный накопители, регистры выходных данных и контрольно|о кода, блок сравнения, блок исправления ошибок,

03У работает в нескольких режимах, которые задаются состоянием выходов регистра 6 режима, Установка различных состояний выходов 13 — 17 регистра 6 режима осуществляется записью в него по информационной магистрали двоичного управляющего слова, в котором определенному значению каждого бита соответствует определенное состояние одного иэ выходов регистра.

При проверке ОЗУ используются только пять из всех возможных режимов.

B начале работы по магистрали управ-. ления в ОЗУ подается сигнал инициализации, в результате чего на всех выходах регистра 6 режима устанавливается состояО ф 3 о ,,М >

1674269 ние логического нуля, что соответствует переводу ОЗУ в режим "1", Первый режим является рабочим режимом ОЗУ. Ка вход запрещения исправления ошибок блока 12 исправления ошибок управляющие входы мультиплексоров 7 и 8, входы запрещения записи основного и дополнительного 4 накопителей поступают сигналы логического нуля, что соответствует разрешению исправления ошибки блоком 12, передачи информации с выходов формирователя 5 мультиплексором 7 и информации с информационных выходов блока 12 мультиплексором 8 и разрешению записи в оба накопителя 3 и 4. При записи в первом режиме информация, поступающая через формирователь 1 входных сигналов с информационной магистрали, записывается в основной накопитель 3, а ее контрольный код, формируемый формирователем 5, записывается в дополнительный накопитель 4, поступая на его информационные входы через мультиплексор 7, При чтении информация, считываемая из основного накопителя 3, через регистр 9 выходных данных поступает на информационные входы блока 12 исправления ошибок. Одновременно формирователь 5 формирует контрольный код этой информации, который поступает на один из входов блока 11 сравнения. На другие входы блока 11 сравнения через регистр 10 контрольного кода поступает контрольный код, считываемый иэ дополнительного накопителя 4. При равенстве указанных кодов на выходе блока 11 сравнения кодов формируется признак отсутствия ошибки, который поступает на входы признака ошибки блока 12 исправления ошибок, Информация, считанная из основного накопителя 3, без изменений передается на выход блока 12, а затем через мультиплексор 8 и формирователь 2 выходных сигналов выдается на информационную магистраль, Одновременно с выхода признака ошибки блока 12 исправления ошибок на магистраль управления выдается сигнал отсутствия ошибки.

В случае отличия кодов, поступающих на входы блока 11 сравнения, последний формирует признак ошибки, поступающий на входы признака ошибки блока 12 исправления ошибок. На основании этого признака в блоке 12 происходит исправление этой ошибки в информации, поступающей на информационные входы блока 12, после чего через мультиплексор 8, формирователь 2 выходных сигналов она выдается на информационную магистраль одновременно с сигналом отсутствия ошибки, поступающим на магистраль управления с управляющих выходов блока 12, а в случае неисправимой ошибки с выхода блока 12 через мультиплексор 8 и формирователь 2 на информа5 ционную магистраль выдается неопределенная информация одновременно с сигналом наличия неисправимой ошибки, поступающим на магистраль управления с выхода признака ошибки блока 12.

10 Второй режим предназначен для проверки основного накопителя 3 и регистра 9 выходных данных, Второй режим отличается от первого режима подачей сигнала логической единицы на вход запрещения

15 исправления ошибки устройства блока 12 исправления ошибки, что соответствует запрещению исправления ошибок блоком 12.

Запись во втором режиме аналогична записи в первом режиме. При чтении инфор20 мация. считываемая из основного накопителя 3, без изменения передается через блок

12 исправления ошибок, мультиплексор 8 и формирователь 2 выходных сигналов на информационную магистраль. Таким образом, 25 во втором режиме ошибки, возникающие в основном накопителе 3 или регистре 9 выходных данных, обнаруживаются блоками, подключенными к тем же магистралям адреса, управления и информационной, что и

30 описываемое ОЗУ, путем сравнения считываемой из ОЗУ информации с записанной в, него ранее, Поскольку информация, хранимая в дополнительном накопителе 4, не оказывает

35 влияния на считываемую на 03У информацию, состояние выходов 14 и 17 регистра 6 режима значения не имеет.

Третий режим предназначен для проверки дополнительного накопителя 4 и регистра

40 10 контрольного кода и отличается от первого режима подачей сигналов логической единицы на управляющие входы мультиплексоров 7 и 8, что соответствует передаче информации мультиплексором 7 с выходов

45 формирователя 1 выходных сигналов, а мультиплексором 8 — с выходов регистра 10 контрольного кода.

При записи в третьем режиме информация, поступающая через формирователь 1

50 входных сигналов и мультиплексора 7 с информационной магистрали на информационные входы дополнительного накопителя

4, записывается в накопитель 4.

При чтении считываемая из дополни55 тельного накопителя 4 информация через регистр 10 контрольного кода, мультиплексор 8 и формирователь 2 выходных сигналов поступает на информационную магистраль.

Таким образом, в третьем режиме имеется возможность проверки дополнитель1674269

30

35 формлционной магистрали, В случае одинаковой разрядности основного 3 и

55 ного накопителя 4 аналогично проверке основного накопителя 3 во втором режиме.

Поскольку информация, хранимая в накопителе 3, не оказывает влияние на считываемую на ОЗУ информацию, состояние 5 выходов 13 и 16 регистра 6 режима значения не имеет, Четвертый режим предназначен для проверки формирователя 5 контрольных разрядов при исправных дополнительном накопителе 4 и регистре 10 контрольного кода. Четвертый режим отличается от первого режима подачей сигнала логической единицы на управляющий вход мультиплексора 8, что соответствует передаче мультиплексором 8 информации с выходов регистр; 10 контрольного кода.

Запись в четвертом режиме аналогична записи в первом режиме. При чтении информация. считываемая иэ дополнительног0 накопителя 4, которая представляет собой контрольный код ранее записанной в

ОЗУ информации при условии, что запись выполнялась в четвертом режиме, через регистр 10 контрольных разрядов, мультиплексор 8 и формирователь 2 выходных сигналов передается на информационнук3 магистраль.

Таким образом, в четвертом режиме имеется возможность проверки формирователя 5 контрольного кода путем проверки правильности считываемых из ОЗУ контрольных кодов, соответствующих ранее записанной информации, Поскольку информация, хранимая в основном накопителе 3, не влияет на считываемую из 03У информацию, состояние выходов 13 и 16 регистра 6 режима значения не имеет.

Пятый режим предназначен для проверки блока 11 сравнения кодов блока 12 исправления ошибок при исправных основном 3 и дополнительном 4 накопителях, а также формирователе 5 контрольного кода и включает в себя режимы Va и Чб. Режим

Ча отличается от первого подачей сигнала логической единицы на вход запрещения записи дополнительного накопителя 4, а режим Чб — подачей сигнала логической единицы на вход запрещения записи основного накопителя 3, что соответствует запрещению записи в накопитель 4 (режим Va) и в накопитель 3 (режим Чб). Запись в основной накопитель 3 в режиме Va и в дополнительный накопитель 4 в режиме Чб аналогична соответствующим действиям в первом режиме. Отличие от первого режима заключается в том, что при записи в режимах Va u

Чб информация, ранее занесенная в дополнительный накопитель 4 (для режима Ча) и основной накопитель 3 (для режима Чб), сохрлняетс», Ч ганке L3 режимах VB и Чб аналогично чтению в первол1 режиме-. Последовательное выполнение записи сначала B реж гме Чл, затем в режиме V6 позволяет раздельн0 записывать информац;II0 в Gc нОIÇIIОЙ IIлкопLITель 3, л сОО1 ветствуIОщL1й еl1 контрольный код — в дополнительный накопитель 4.

Таким образом. возможно моделирование ОLL ибок лl160 в информации, хрлнslùåéс в основном накопителе 3, либо в соответствующем ей контрольном коде, хранящемся в дополнительном нлкопитеliP. 4.

При чтении как в режиме Чл, так и в режиме Чб внесенные при злписи ошибки исправляются I3 случае испрлвных блоков 11 сравнения кодов и блока 12 исправления ошибок. Наличие ошибок в информлции, считыплемой1 в пятом режиме из ОЗУ, являетс!3 следствием отказов указанных блоков

11 и 12. Проверка ОЗУ в пятом режиме включает I3 себя проверку исправления ошибок в информации, хранящейся в накопителе 3, и пр013ерку Отсутствия влияния Ошибки L3 кон трольном коде, хрлнящРмся В накопителе 4, нл достоверность считываемой из ОЗУ инфОрмс3ции.

ОЗУ с исправлением ошибок может быть также использовано в качестве ОЗУ беэ исправления ошибок с увеличенным обьемом памяти эл счет исг ользования допол".ительного накопителя 4 для хранения информации, записываемой г ОЗУ по индополнительного 4 накопителей возможно полу 3ение ОЗУ с удвоенным обьемом памя) тй.

При этом в каждый мо -.ент времени по информационной магистрали будет возможен доступ только к одному иэ накопителей

Л, 4, что определяется состоянием выходов регистра 6 режима, Для органиэации работы ОЗУ без исправления ошибок с увеличенным объемом памяти используются два режима. Шестой режим предназначен для органиэации доступа по информационной магистрали к основному накопителю 3. Шестой режим отличается от первого режима подачей сигналов логической единицы на вход запрещения исправления ошибок блока 12 исправления ошибок и вход запрещения записи дополнительного накопителя 4, что соответствует запрещению исправления ошибок блоком 12 и запрещению записи в дополнительный накопитель 4.

При записи в ОЗУ информация с информационной магистрали записывается B oc1674269 новной накопитель 3 так же, как и в первом зоустойчивость равной расчетной для испрежиме, Чтение ОЗУ в шестом режиме ана- равных устройств, которая выше, чем рабологично чтению во втором режиме. тоспособность устройств, Таким образом, ОЗУ работает в шестом Формула изобретения режиме, как ОЗУ без исправления ошибок с 5 Оперативное запоминающее устройстосновным накопителем 3. Информация, во с исправлением ошибок, содержащее осхранимая в дополнительном накопителе 4, новной и дополнительный накопители. при этом не разрушается. Поскольку запись адресные входы и входы записи-считывания . в дополнительный накопитель 4 отсутству- которых являются одноименными входами ет, состояние выхода 14 регистра 6 режима 10 устройства, а выходы соединены с входами значения не имеет. соответственно регистра выходных данных

Седьмой режим предназначен для орга- и регистра контрольного кода, выходы котонизации доступа по информационной маги- рых подключены к входам первой группы страли кдополнительному накопителю 4. По соответственно блока исправления ошибок сравнению с первь,м режимом седьмой ре- 15 и блока сравнения, информационные входы жим отличается подачей сигналов логиче- основного накопителясоединенысвыходами ской единицы на управляющие входы регистра выходных данных, с входами формультиплексоров 7, 8, а также на вход запре- мирователя контрольного кода и с выходами щения записи основного накопителя 3, что формирователей входных сигналов, входы соответствует разрешению передачи ин- 20 которых подключены к выходам формироваформации мультиплексором 7 с выходов телей выходных сигналов и являются инфорформирователя 1 входных сигналов, а муль- мационными входами-выходами типлексором 8 — с выходов регистра 10 кон- устройства, входы второй группы блока истрольных разрядов и запрещению записи в правления ошибок соединены с выходами основной накопитель 3. Запись в ОЗУ в 25 блока сравнения, входы второй группы коседьмом режиме аналогична записи втреть- торого подключены к выходам формироваем режиме, Отличие от третьего режима, за- теля контрольного кода, а выход признака ключается в обязательном запрещении ошибки блока исправления ошибок являетзаписи в основной накопитель 3. ся выходом признака ошибки устройства.

Таким образом, в седьмом режиме ОЗУ 30 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью работает, как ОЗУ без исправления ошибок повышения надежности устройства, в него с дополнительным накопителем 4, Инфор- введены регистр режима, первый и второй мация, хранимая в основном накопителе 3, мультиплексоры, причем входы выборки и при этом не разрушается, информационные входы регистра режима

Поскольку информация, хранимая в ос- 35 подключены соответственно к одним из адновном накопителе 3, не влияет на считыва- ресных входов устройства и к выходам форемую из ОЗУ информацию, состояние мирователей входных сигналов, выходы выхода 13 регистра 6 режима значения не регистра режима с первого по пятый соединены соответственно с управляющими вхоВведениеммультиплексоров иуправле- 40 дами блока исправления ошибок первого и ния раздельной записью в накопители, а второго мультиплексоров и с входами затакже возможности запрещения исправле- прещения записи основного и дополнительния ошибок в устройстве достигается воз- ного накопителей, информационные входы можность доступа. к содержимому обоих первой и второй групп первого мультиплекнакопителей, а следовательно, проверки их 45 сора подключены соответственно к выходам исправности методами проверки ОЗУ без формирователя контрольного кода и к одисправления ошибки, а также проверки ис- ним из выходов формирователей входных правности цепей исправления ошибок, что сигналов, выходы первого мультиплексора обеспечивает возможность достоверно ус- соединены с информационными входами тановить факт отказа и локализовать его с 50 дополнительного накопителя, информациточностью до узла. Тем самым увеличивает- онные входы первой и второй групп второго ся ремонтопригодность устройства. Досто- мультиплексора подключены соответственверное диагностирование позволяет но к выходам группы блока исправления выявлять отказы во всех узлах ОЗУ и, таким ошибок и к выходам регистра контрольного образом, отличать состояние неисправно- 55 кода, выходы второго мультиплексора соести устройства от состояния работоспособ- дикены с входами формирователей выходности. ных сигналов, синхровход регистра режима

Использование в работе только исправ- соединен с входом записи-считывания устных ОЗУ дает возможность считать их отка- ройства.

Заказ 2930 Тираж 327 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор А, Маковская

СЬ РЕгиетра

Режима

Составитель О. Исаев

Техред М.Моргентал Корректор M. Демчик