Устройство для контроля арифметических и логических блоков

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметилогических устройств повышенной надежности . Цель изобретения - повышение достоверности контроля устройства. Устройство содержит блок 1 формирования предсказанных контрольных битов по Хэммингу, блоки 2, 4 кодирования по Хэммингу, блок 3 формирования перекосов, узлы 5-7 свертки по модулю два, формирователь 8 синдрома одиночной ошибки, блок 9 сравнения, дешифраторы 10, 11 синдрома и признаков ошибки соответственно и блок 12 коррекции одиночной ошибки. Контроль вычислений осуществляется по четкости и с помощью кода Хэмминга. 12 ил., 1 табл.

(Г9) (1)) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s 6 06 F 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690064/24 (22) 30;03.89 (46) 30.05.92. Бюл. N 20 (72) Б.Г.Лысиков и А.В.Яковлев (53) 681.3(088,8) (56) Постников А.И. Принципы организации

Хэмминг-кодового контроля арифметических устройств высокопроизводительных .

ЭВМ. — РЖ/ВИНИТИ, 1988. N. ЗО-В88, с. 23, рис. 7;

Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ, — М.: Мир, 1972, с. 117, фиг. 7.2. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АРИФМЕТИЧЕСКИХ И ЛОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении арифмети,, логических устройств повышенной надежности. Цель изобретения — повышение достоверности контроля устройства. Устройство содержит блок 1 формирования предсказанных контрольных битов по Хзммингу, блоки 2, 4 кодирования по Хэммингу, блок 3 формирования перекосов, узлы 5-7 свертки по модулю два, формирователь 8 синдрома одиночной ошибки, блок 9 сравнения. дешифраторы 10, 11 синдрома и признаков ошибки соответственно и блок 12 коррекции одиночной ошибки. Контроль вычислений осуществляется по четкости и с помощью кода Хэмминга, 12 ил., 1 табл, 1737451

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических и логических устройств повышенной надежности;

Цель изобретения — повышение достоверности контроля устройства, На фиг. 1 приведен алгоритм контроля операций с помощью кода Хэмминга; на фиг. 2 — функциональная схема устройства; на фиг. 3 и 4 — схемы блока формирования переносов и второго блока кодирования по

Хэммингу; на фиг. 5-7- схемы блока формирования предсказанных контрольных битов по Хэммингу, первого блока кодирования по

Хэммингу и формирователя синдрома одиночной ошибки; на фиг. 8 — схемы второго и третьего узлов свертки по модулю два; на фиг. 9 — схемы первого узла свертки по модулю два и блока сравнения; на фиг, 10— схемы дешифратора признака. ошибки; на фиг. 11 и 12 — схемы дешифратора синдрома ошибки и блока коррекции одиночной ошибки соответственно.

Устройство содержит блок 1 формирования предсказанных контрольных битов по Хэммингу, первый блок 2 кодирования по

Хэммингу, блок 3 формирования переносов, второй блок 4 кодирования по Хэммингу, узлы 5 — 7 свертки по модулю два, формирователь 8 синдрома одиночной ошибки, блок

9 сравнения, дешифраторы 10 и 11 синдрома и признаков ошибки, блок 12 коррекций одиночной ошибки, входы 13 и 14 первого и второго операндов устройства для подключения к входам первого и второго операндов контролируемого блока, входы 15 и 16 входного переноса и задания типа операций устройства для подключения к входам входного переноса и задания типа операции контрольного блока, входи 17 и 18 контрольных. разрядов по Хэммингу первого и второго операндов устройства для подключения к входам контрольных разрядов по

Хэммингу первого и второго операндов контролируемого блока, вход 19 результата устройства для подключения к выходу результата контролируемого блока, Входы

20 и 21 четности первого и второго операндов устройства для подключения к входам четности первого и второго операндов контролируемого блока, выходы 22-24 одиночной, двойной и обобщенной ошибки, выходы 25-27 результата, четности результата и контрольных разрядов по Хэммингу результата.

Блок 3 формирования переносов copsðжит элементы И 28-37, элементы ИЛИ 3844, элементы И-ИЛИ 45-48 и выход 49 блока.

Второй блок 4 кодирования по Хэммингу состоит из сумматоров 50-52 по модулю два и имеет выход 53.

Блок 1 содержит сумматоры 54-56 по 5 модулю два и выход 57.

Первый блок 2 кодирования по Хэммингу выполнен на сумматорах 58-60 по модулю два и имеет 61, формирователь 8 синдрома одиночной ошибки также выпол10 нен на сумматорах 62-64 по модулю два и имеет выход 65 формирователя;

Узлы 6 и 7 свертки по модулю два состоят из сумматоров, 66 и 67 по модулю два, узел 7 имеет выход 68.

15 Узел 5 свертки по модулю два и блок 9 сравнения также состоят из сумматоров 69 и 70 по модулю два и имеют выходы 71 и 72 соответственно, Дешифратор 11 признаков ошибки об-.

20 разуют элементы ИЛИ 73 и 74 и элементы И . 75 и 76.

Дешифратор 10 синдрома ошибки выполнен на элементах И 77-84 и имеет выход

85, 25 Блок 12 коррекции одиночной ошибки содержит элементы И 86-93 и сумматоры

94-101 по модул.ю два, Устройство работает следующим образом (для определенности принято m -4 бит, 30 К=3 бит).

По входу 16 устройства поступают сигналы типа арифметических и логических операций, значения которых для определенности приведены в таблице.

35 Блок 3 формирования. переносов формирует слово обобщенных переносов Q*(qo*, q>*, ц *, цз*) реализуя систему выражений (при сложении по модулю два Q* = О): . qo+ = qo ST1vg t ST2vt>ST3;

40 q1* = Ц1 $Т1иЯ2 $Т2ч $ТЗ;

Ц2* = Ц2 $Т1чЯз $Т2Яз$ТЗ. цз+ = цз.ST%94 ST2vtgST3,, где qo = цвх, q>=я t>go:

45 Ц2 = 92 2ЯМ211Ц01

ЦЗ = 93 Qg2A3t291 t3t2t1qo, q< — сигналы двоичного межразрядного переноса; р и Ф - функции генерации и передачи

50 переноса из 1-го разряда, которые формируются в соответствии с выражениями

tj = a b, ц1 = а

Первое и второе слагаемые (операнды А

55 и В) и входной перенос поступают на блок 3 . формирования и переноса по входам 13, 14 и 15 устройства соответственно. При выполнении операции вычитания на вход 14 устройства поступают значения операнда В в обратном или дополнительном кодах и соот1737451 ветственно этому на вход 18 устройства по- Одновременно с этим на блоке 9 сравступают контрольные разряды по Хэммингу. нения осуществляется сравнение предскаобратного или дополнительного кодов one- занной и вычисленной четностей ранда В. При выполнении операции счета В.- результата, поступающих с узлов 7 и 5 соот= 0 и Ci(B) =- О. 5 ветственно:

Одновременно блок 2 кодирования по $т - Ст"(й) Ю Ст(Я).

Хэммингу осуществляет кодирование ре- Сигналы $т, $1, Sz, $з, в совокупности зультата R =(r1, гг, гз, г4}, который поступает образуя полный синдром ошибки. поступапо входу 18 устройства в. соответствии со ютнадешифраторы10и11.Дешифратор 10 следующей системой функций". 10 синдрома ошибки формирует сигналы локализации одиночной ошибки по следующим

C>(R) = r>9rzC9г4; формулам (соответствующий индекс покаСг(К) r> 9 Гз S г4, зывает местоположение ошибочного бита

С(В) = mer3er4.. кодового слова):15 e> = ЯтЯ ЯгЯз;

Параллельно с этим процессом узел 5 ег =STS1S2$3; свертки по модулю два вычисляет четность ез =Ят%$гЯз, (вес) результата операции по формуле e4 = SzS>SzSg

Ст(й) = г &гг9rggr4. ec> = Ят$18гЯз:

Далее слово переносов Q* с блока 3 20 ecz=ST$1$2$3 поступает на блоки 4 и 6. На блоке 4, кото- есз =ЯтЯ . 4$з. . рый является вторым блоком кодирования ест = Ят$1$гЯз, по Хэммингу, осуществляется кодирование Дешифратор 11 признаков ошибки выслова. рабатывает следующие сигналы-признаки:

C (Q*) = gong ®gç; 25 а) признак одиночной ошибки

Cz(Q ) = go@ gz e g ; Ез = Ят($1$г,зз); (.з(0") = ц1%9г 6 яз., б) признак двойной ошибки

Eo = Ят($1$гЯз);

Узел 6 свертки по модулю два вычисляет в) признак наличия некоторой ошибки четность (вес) слова 30 E = Ят$1$гЯз.

Ст(0+) = оо*У g >*% дг*Юцз*.

Затем в блоке 1 формирования предска- Формула изобретения занныхконтрольныхбитовпоХэммингувы- . Устройство для контроля арифметичечисляются предсказанные контрольные ских и логических блоков, содержащее три биты по Хэммингу результата операции R в 35 узла свертки по модулю два и блок сравнесоответствии с формулами ния, причем информационный вход первого узла свертки по модулю два соединен с вхаС1(й) = C1(A)9 С1(В)Э C1(Q+); дом результата устройства для подключеСг (В) - Сг(А) Е Сг(В) Е Сг(а ); ния к выходу результата контролируемого

Сз (В) = Сз(А) Э Сз(В)Ю Сз(О+). 40 блока, выход второго узла свертки по модулю два соединен с первым информационпричем С (А) и С (В) поступают наблок1 по ным входом третьего узла свертки по входам 17 и 18 устройства соответственно. модулю два, второй и третий информационОдновременно узлом 7 свертки по мо- ные входы которого являются соответствендулю два вычисляется предсказанная чет- 45 но входами четности первого и второго ность результата операции по формуле: операндов устройства для подключения к

Ст"(й) = Ст(А) & Ст(В) ® Ст(0+), входам четности первого и второго операнпричем Ст<А) и Ст(В) поступают по входам 20 дов контролируемого блока соответствени 2.1 устройства соответственно, а Ст(0+) - но, выходы первого итретьегоузловсвертки поступает с узла 6, 50 по модулю два соединены соответственно с

Далее предсказанные контрольные би- первым и вторым информационными входаты результата по Хэммингу и вычисленные ми блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я контрольные биты результата по Хэммингу тем, что, с целью повышения диагностичепоступают с блоков 1 и 2 соответственно на ской способности устройства, в него введеформирователь 8 синдрома одиночной 55 ны два кодирующих блока по Хэммингу, ошибки, который реализует следующие ло- блок формирования переносов, блокформигические соотношения. рования предсказанных контрольных битов

$1 = C1"(R) EC1(R); по Хэммингу, формирователь синдрома одиЯг = Сг"(К) В Сг(Я); ночной ошибки, дешифратор синдрома

S3 = Сз"(R) Щ Сз(н), ошибки, дешифратор признаков ошибки, 1737451 блок коррекции одиночной ошибки. причем входы первого и второго операндов. вход входного переноса и вход задания типа операции блока формирования переносов являются соответствейно входами первого и второго операндов, входом входного переноса и входом задания типа операции устройства для подключения к соответствующим входам контролируемого блока, вы- ход блока формирования переносов соединен с входом второго узла свертки по модулю два, вход первого кодирующего блока по Хэммингу подключен к входу результата устройства для подключения к выходу результата контролируемого блока, выход блока формирования переносов соеQHH8H с входом 8TopOI 6lloK8 кодирования по Хэммингу, первый и второй информационные входы блока формирования предсказанных контрольных битов по Хэммингу являются соответственно входами контрольных разрядов по Хэммингу первого и второго операндов устройства для подключения к одновременным входам контролируемого блока, выход второго кодирующего блока по Хэммингу соединен с третьим информационным входом блоке формирования предсказанных контрольных битое по

Хэммингу, выход которого соединен с первым информационным входом формирова: телФ синдрома одиночной ошибки, второй информационный вход которого соединен с выходом первого блока кодирования по

Хэммингу, выход формирователя синдрома одиночной ошибки и выход блока срав5 нения соединены с соответствующими разрядами информационных входов дешифратора синдрома ошибки и дешифратора признака ошибка, выходы одиночной, двойной и обобщенной ошибок дешифрато10 ра признака ошибки являются выходами одиночной, двойной и обобщенной ошибок устройства соответственно, выход дешифратора. синдрома ошибки, выход первого блока кодирования по Хэммингу, выход пер15 вого узла свертки по модулю два .и вход результата устройства подключены соответственно к входу константы коррекции, информационному входу контрольных разрядов результата по Хэммингу, инфор-.

20 мационному входу четности результата и . информационному входу результата блока коррекции одиночной ошибки, вход разрешения коррекции которого соединен с выходом сигнала одиночной ошибки

25 дешифратора признака ошибки. выходы результата, четности результата и контрольных разрядов по Хэммингу результата являются выходами результата. четности результата и контрольных разрядов по Хэм30 мингу результата устройства соответственно, 1737451

1 sbi

2 8ы

3 динисление слода нежразредних аереносод g=(/RAN,, уг., гу гг (епектиродание глод 7, G, (т иаеаадлянтигими сигналани ST»â€”

-срорниро5оние слобо Я = f, (Т, 6, Q, 57к) иного сей ло Ханкалу - tpopprupg&Hue контр.5ип4

"ло ко3уяю 88О-ср>оркиройоние контр. бита C (Q ) 5 Кодц we опелееи

6 СВертка бито8 сло

Рорниро5ание аре3сказанныя контрольнык оито8 Рв3уяьтота оде цццц по Ханмимщ: C "(g) =,.(C, (4), С Я), ;Яд())

КоонРобание реЗуль1ото опероцйи f70 Хзмю мгу - щрниро8онМ

Выч0сленнык крнтрольных битоЕ Ci (Я) по четности;, С," (RJ =$>(C (4)> Су(8)> С у(Я)) гг ФорнироЬние сигнала индикации неиетнои оитийи Хт = г(СтЯ,(т,"сетг

<2 аь(цисление синдрома одиночноо Ошам S(. =gq(C(, (R), Ñ,".. (R) ) 1737451

1737451 . Фиг.7

И

Ь8

1737451

Г

65 75

271737451

Заказ 1892 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., 4/5

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

l !

I ! 2

Составитель В. Гречнев .

Редактор Л. Пчоцинская Техред М,Моргентал. Корректор M. Демчик

I !

1

1