Synthesis of Self-Checking Discrete Devices Based on Polynomial Codes with Calculation Testing According to Several Diagnostic Signs

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Предложено при синтезе самопроверяемых дискретных устройств с контролем вычислений по нескольким диагностическим признакам использовать полиномиальные коды. Разработан алгоритм быстрого получения функций, описывающих проверочные символы полиномиальных кодов в виде логических выражений. Показано, что кодеры полиномиальных кодов могут быть отнесены к устройствам трех видов: 1) на выходах которых реализуются исключительно самодвойственные булевы функции, 2) на выходах которых реализуются исключительно «близкие» к самодвойственным (самоквазидвойственные) булевы функции и 3) на выходах которых реализуются и самодвойственные, и самоквазидвойственные булевы функции. Разработана классификация полиномиальных кодов, учитывающая эту особенность. Описана структура организации контроля вычислений на выходах самодвойственных дискретных устройств по нескольким диагностическим признакам. Предложен алгоритм синтеза полностью самопроверяемого дискретного устройства с контролем вычислений по нескольким диагностическим признакам, отличающийся от известных тем, что учитывает характер возникающих на выходах дискретных устройств ошибок и предварительное покрытие их с помощью тестеров самодвойственных и/или самоквазидвойственных сигналов. Результаты могут быть использованы при разработке автоматизированных средств проектирования дискретных устройств для широкого круга приложений.

References

  1. Bennetts R.G. Design of Testable Logic Circuits. Addison-Wesley Publishing Company, 1984. 164 p.
  2. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989. 208 с.
  3. Drozd A., Kharchenko V., Antoshchuk S., et. al. Checkability of the Digital Components in Safety-Critical Systems: Problems and Solutions // Proceedings of 9th IEEE East-West Design and Test Symposium (EWDTS’2011), Sevastopol, Ukraine, 2011. P. 411-416. https://doi.org/10.1109/EWDTS.2011.6116606
  4. Дрозд А.В., Харченко В.С., Антощук С.Г. и др. Рабочее диагностирование безопасных информационно-управляющих систем. Под ред. А.В. Дрозда, В.С. Харченко. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского ≪ХАИ≫, 2012. 614 с.
  5. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самопроверяемые дискретные устройства. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. 224 с.
  6. Аксёнова Г.П. Восстановление в дублированных устройствах методом инвертирования данных // АиТ. 1987. № 10. С. 144–153.
  7. Шалыто А.А. Модули, универсальные в классе самодвойственных функций и в ≪близких≫ к ним классах // Известия Академии наук. Теория и системы управления. 2001. № 5. С. 110–120.
  8. 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. P. 162–168. https://doi.org/10.1109/VTEST.1996.510852
  9. Гессель М., Мошанин В.И., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Обнаружение неисправностей в самопроверяемых комбинационных схемах с использованием свойств самодвойственных функций // АиТ. 1997. № 12. С. 193–200.
  10. Гессель М., Дмитриев А.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самотестируемая структура для функционального обнаружения отказов в комбинационных схемах // АиТ. 1999. № 11. С. 162–174.
  11. Dmitriev A., Saposhnikov V., Saposhnikov V., Goessel M. New Self-Dual Circuits for Error Detection and Testing // VLSI Design. 2000. Vol. 11. Issue 1. P. 1–21. https://doi.org/10.1155/2000/84720
  12. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гессель М. Самодвойственные дискретные устройства. СПб.: Энергоатомиздат (Санкт-Петербургское отделение), 2001. 331 с.
  13. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Валиев Р.Ш. Синтез самодвойственных дискретных систем. СПб.: Элмор, 2006, 220 с.
  14. Goessel M., Ocheretny V., Sogomonyan E., Marienfeld D. New Methods of Concurrent Checking: Edition 1. Dordrecht: Springer Science+Business Media B.V., 2008. 184 p.
  15. Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. Под ред. В.А. Садовничева. М.: Высш. шк. 2003. 384 с.
  16. Ефанов Д.В., Погодина Т.С. Исследование свойств самодвойственных комбинационных устройств с контролем вычислений на основе кодов Хэмминга // Информатика и автоматизация. 2023. Том 22. № 2. C. 349–392. https://doi.org/10.15622/ia.22.2.5
  17. Ефанов Д.В. Особенности реализации самопроверяемых структур на основе метода инвертирования данных и линейных кодов // Вест. Том. гос. ун-та. Управление, вычислительная техника и информатика. 2023. № 65. С. 126–138. https://doi.org/10.17223/19988605/65/13
  18. Sellers F.F., Hsiao M.-Y., Bearnson L.W. Error Detecting Logic for Digital Computers. New York: McGraw-Hill, 1968. XXI+295 p.
  19. Efanov D., Plotnikov D., Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Abdullaev R. Experimental Studies of Polynomial Codes in Concurrent Error Detection Systems of Combinational Logical Circuits // Proceedings of 16th IEEE East-West Design and Test Symposium (EWDTS’2018), Kazan, Russia, September 14–17, 2018. P. 184–190. https://doi.org/10.1109/EWDTS.2018.8524684
  20. Abdullaev R., Efanov D. Polynomial Codes Properties Application in Concurrent Error-Detection Systems of Combinational Logic Devices // Proceedings of 19th IEEE East-West Design and Test Symposium (EWDTS’2021), Batumi, Georgia, September 10–13, 2021, pp. 40–46. https://doi.org/10.1109/EWDTS52692.2021.9580992
  21. Ефанов Д.В., Пивоваров Д.В. Организация контроля вычислений на выходах самодвойственных цифровых устройств с применением циклических избыточных кодов // Матер. XIV Всероссийского совещания по проблемам управления (ВСПУ-2024) под ред. акад. Д.А. Новикова, М., 17–20 июня 2024 г., c. 2395–2399.
  22. Efanov D.V., Pivovarov D.V. The Hybrid Structure of a Self-Dual Built-In Control Circuit for Combinational Devices with Pre-Compression of Signals and Checking of Calculations by Two Diagnostic Parameters // Proceedings of 19th IEEE East-West Design and Test Symposium (EWDTS’2021), Batumi, Georgia, September 10–13, 2021, c. 200–206. https://doi.org/10.1109/EWDTS52692.2021.9581019
  23. Lala P.K. Self-Checking and Fault-Tolerant Digital Design. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, 2001. 216 p.
  24. Sahana A.R., Chiraag V., Suresh G., Thejaswini P., Nandi S. Application of Error Detection and Correction Techniques to Self-Checking VLSI Systems: An Overview // Proceedings of 2023 IEEE Guwahati Subsection Conference (GCON), Guwahati, 2023. https://doi.org/10.1109/GCON58516.2023.10183449
  25. Ефанов Д.В., Пивоваров Д.В. Тестеры самодвойственных и ≪близких≫ к ним сигналов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2024. Т. 67. № 1. С. 5–19. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2024-67-1-5-19
  26. Коршунов А.Д. Сложность вычислений булевых функций // Успехи математических наук. 2012. Том 67. № 1 (403). С. 97–168. https://doi.org/10.4213/rm9459

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).