Properties Investigation of Self-Dual Combinational Devices with Calculation Control Based on Hamming Codes
- Authors: Efanov D.V1, Pogodina T.S1
-
Affiliations:
- Russian University of Transport
- Issue: Vol 22, No 2 (2023)
- Pages: 349-392
- Section: Mathematical modeling and applied mathematics
- URL: https://journal-vniispk.ru/2713-3192/article/view/265806
- DOI: https://doi.org/10.15622/ia.22.2.5
- ID: 265806
Cite item
Full Text
Abstract
About the authors
D. V Efanov
Russian University of Transport
Email: TrES-4b@yandex.ru
Obraztsova St. 9/9
T. S Pogodina
Russian University of Transport
Email: pogodina-ts@mail.ru
Obraztsova St. 9/9
References
- Ubar R., Raik J., Vierhaus H. Design and Test Technology for Dependable Systems-on-Chip (Premier Reference Source). Information Science Reference. 2011. 578 p.
- Дрозд А.В., Харченко В.С., Антощук С.Г., Дрозд Ю.В., Дрозд М.А., Сулима Ю.Ю. Рабочее диагностирование безопасных информационно-управляющих систем. Под ред. Дрозда А.В. и Харченко В.С. Харьков: Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», 2012. 614 с.
- Dubrova E. Fault-Tolerant Design. Springer Science+Business Media New York. 2013. 185 p. doi: 10.1007/978-1-4614-2113-9.
- Hahanov V. Cyber Physical Computing for IoT-driven Services. New York, Springer International Publishing AG, 2018. 279 p.
- Ярмолик В.Н. Контроль и диагностика вычислительных систем. Минск: «Бестпринт», 2019. 387 с.
- Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь. 1989. 208 с.
- Mitra S., McCluskey E. Which Concurrent Error Detection Scheme to Сhoose? // Proceedings of International Test Conference. 2000. pp. 985-994. doi: 10.1109/TEST.2000.894311.
- Гаврилов М.А., Остиану В.М., Потехин А.И. Надежность дискретных систем // Итоги науки и техники. Серия «Теория вероятностей. Математическая статистика. Теоретическая кибернетика». 1969, 1970. C. 7-104.
- 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.
- Багхдади А.А.А., Хаханов В.И., Литвинова Е.И. Методы анализа и диагностирования цифровых устройств (аналитический обзор) // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. 2014. № 166. С. 59-74.
- Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Основы теории надежности и технической диагностики. Санкт-Петербург: Издательство «Лань», 2019. 588 с.
- Hamming R. Error Detecting and Correcting Codes // Bell System Technical Journal. 1950. vol. 29 (2). pp. 147-160. doi: 10.1002/j.1538-7305.1950.tb00463.x.
- Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. Под ред. В.А. Садовничева. М.: «Высшая школа», 2003. 384 с.
- Reynolds D. Meize G. Fault Detection Capabilities of Alternating Logic // IEEE Transactions on Computers. 1978. vol. C-27(12). pp. 1093-1098. doi: 10.1109/TC.1978.1675011.
- Гессель М., Морозов А.А., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Построение самопроверяемых комбинационных схем на основе свойств самодвойственных функций // Автоматика и телемеханика. 2000. № 2. С. 151-163.
- Takeda K., Tohma J. Logic Design of Fault-Tolerant Arithmetic Units Based on the Data Complementation Strategy // 10th International Symposium on Fault-Tolerant Computing (FTCS’10). 1980. p. 348.
- Biernat J. Self-Dual Modules in Design of Dependable Digital Devices // International Conference on Dependability of Computer Systems. 2006. doi: 10.1109/DEPCOS-RELCOMEX.2006.50.
- Rai S., Raitza M., Sahoo S., Kumar A. DiSCERN: Distilling Standard-Cells for Emerging Reconfigurable Nanotechnologies // Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE). 2020. doi: 10.23919/DATE48585.2020.9116216.
- Аксенова Г.П. Восстановление в дублированных устройствах методом инвертирования данных // Автоматика и телемеханика. 1987. № 10. С. 144-153.
- Гессель М., Мошанин В.И., Сапожников В.В, Сапожников Вл.В. Обнаружение неисправностей в самопроверяемых комбинационных схемах с использованием свойств самодвойственных функций // Автоматика и телемеханика. 1997. № 12. С. 193-200.
- Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гессель М. Самодвойственные дискретные устройства. СПб: Энергоатомиздат, 2001. 331 с.
- Sentovich E., Singh K., Moon C., Savoj H., Brayton R., Sangiovanni-Vincentelli A. Sequential Circuit Design Using Synthesis and Optimization // Proceedings IEEE International Conference on Computer Design: VLSI in Computers & Processors. 1992. pp. 328-333. doi: 10.1109/ICCD.1992.276282.
- Sentovich E., Singh K., Lavagno L., Moon C., Murgai R., Saldanha A., Savoj H., Stephan P., Brayton R., Sangiovanni-Vincentelli A. SIS: A System for Sequential Circuit Synthesis // Electronics Research Laboratory, Department of Electrical Engineering and Computer Science. 1992. 45 p.
- 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). 2019. pp. 136-143. doi: 10.1109/EWDTS.2019.8884398.
- Carter W., Duke K., Schneider P. Self-Checking Error Checker for Two-Rail Coded Data // United States Patent Office. 1968. no. 747533. 10 p.
- Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самопроверяемый компаратор с дополнительным импульсным входом // Автоматика и телемеханика. 1997. no. 6. С. 200-208.
- 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. 1996. pp. 162-168. doi: 10.1109/VTEST.1996.510852.
- Гессель М., Дмитриев А.В., Сапожников В.В, Сапожников Вл.В. Самотестируемая структура для функционального обнаружения отказов в комбинационных схемах // Автоматика и телемеханика. 1999. № 11. С. 162-174.
- 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.
- Пивоваров Д.В. Построение систем функционального контроля многовыходных комбинационных схем методом логического дополнения по равновесным кодам // Автоматика на транспорте. 2018. Т. 4. № 1. С. 131-149.
- Пашуков А.В. Применение взвешенных кодов с суммированием при синтезе схем встроенного контроля по методу логического дополнения // Автоматика на транспорте. 2022. Т. 8. № 1. С. 101-114. doi: 10.20295/2412-9186-2022-8-01-101-114.
- Аксёнова Г.П. Метод синтеза схем встроенного контроля для автоматов с памятью // Автоматика и телемеханика. 1973. № 2. С. 109-116.
- Гессель М., Дмитриев А.В., Сапожников В.В, Сапожников Вл.В. Обнаружение неисправностей в комбинационных схемах с помощью самодвойственного контроля // Автоматика и телемеханика. 2000. № 7. С. 140-149.
- Saposhnikov Vl., Moshanin V., Saposhnikov V., Goessel M. Experimental Results for Self-Dual Multi-Output Combinational Circuits // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. 1999. vol. 14(3). pp. 295-300. doi: 10.1023/A:1008370405607.
- Гессель М., Дмитриев А.В., Сапожников В.В, Сапожников Вл.В. Исследование свойств самодвойственных самопроверяемых многотактных схем // Автоматика и телемеханика. 2001. № 4. С. 148-159.
- Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Валиев Р.Ш. Синтез самодвойственных дискретных систем. СПб: Элмор, 2006. 220 с.
- Göessel M., Ocheretny V., Sogomonyan E., Marienfeld D. New Methods of Concurrent Checking. Frontiers in Electronic Testing, Springer. 2008. vol. 42. 184 p.
- Тельпухов Д.В., Жукова Т.Д., Деменева А.И., Гуров С.И. Схема функционального контроля для комбинационных схем на основе R-кода // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). 2018. № 4. С. 98-104. doi: 10.31114/2078-7707-2018-4-98-104.
- Стемпковский А.Л., Тельпухов Д.В., Жукова Т.Д., Деменева А.И., Надоленко В.В., Гуров С.И. Синтез схемы функционального контроля на основе спектрального R-кода с разбиением выходов на группы // Микроэлектроника. 2019. Т. 48. № 4. С. 284-294. doi: 10.1134/S0544126919040094.
- Стемпковский А.Л., Тельпухов Д.В., Гуров С.И., Жукова Т.Д., Щелоков А.Н., Новиков А.Д. Синтез СФК на основе LDPC кода с использованием мажоритарного декодирования // Известия ЮФУ. Технические науки. 2019. № 4(206). С. 195-206. doi: 10.23683/2311-3103-2019-4-195-206.
- Абдуллаев Р.Б. Синтез полностью самопроверяемых схем встроенного контроля на основе полиномиальных кодов для комбинационных логических устройств // Автоматика на транспорте. 2021. Т. 7. № 3. С. 452-476. doi: 10.20295/2412-9186-2021-7-3-452-476.
- Berger J.M. A Note on Error Detection Codes for Asymmetric Channels // Information and Control. 1961. vol. 4(1). pp. 68-73. doi: 10.1016/S0019-9958(61)80037-5.
- Piestrak S.J. Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocłavskiej, 1995. 111 p.
- Drozd O., Antoniuk V., Nikul V., Drozd M. Hidden Faults in FPGA-Built Digital Components of Safety-Related Systems // Proceedings of the 14th International Conference “TCSET’2018. 2018. pp. 805-809. doi: 10.1109/TCSET.2018.8336320.
- Drozd O., Rucinski A., Zascholkin K., Martynyuk O., Drozd J. Resilient Development of Models and Methods in Computing Space // Proceedings of 19th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2021). 2021. pp. 70-75. doi: 10.1109/EWDTS52692.2021.9581002.
- Сапожников Вл.В. Синтез систем управления движением поездов на железнодорожных станциях с исключением опасных отказов. М.: Наука, 2021. 229 с.
- 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). 2017. pp. 25-28. doi: 10.1109/EWDTS.2017.8110065.
- Тельпухов Д.В., Жукова Т.Д., Щелоков А.Н., Кретинина П.Д. Применение кода Хэмминга в задаче повышения сбоеустойчивости комбинационных схем // Известия ЮФУ. Технические науки. 2021. № 4(221). С. 220-231. doi: 10.18522/2311-3103-2021-4-220-231.
- Ефанов Д.В. Предельные свойства кода Хэмминга в схемах функционального диагностирования // Информатика и системы управления. 2011. № 3. С. 70-79.
- Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Особенности применения кодов Хэмминга при организации самопроверяемых схем встроенного контроля // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2018. Т. 61. № 1. С. 47-59. doi: 10.17586/0021-3454-2018-61-1-47-59.
- Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Коды Хэмминга в системах функционального контроля логических устройств. СПб.: Наука, 2018. 151 с.
- Ефанов Д.В., Погодина Т.С. Самодвойственный контроль комбинационных схем с применением кодов Хэмминга // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). 2022. № 3. С. 113-122. doi: 10.31114/2078-7707-2022-3-113-122.
- Zhang C., Liu Y., Jiang T., Mao W., Wang J. Multisim-Based Digital Clock Design // 2020 IEEE 9th Joint International Information Technology and Artificial Intelligence Conference (ITAIC). 2020. doi: 10.1109/ITAIC49862.2020.9338902.
- Chen Y., Zhang M., Hao J. The Circuit Design of Voltage-controlled Color Changing Lamp Based on Multisim // IEEE International Conference on Power, Intelligent Computing and Systems (ICPICS). 2020. doi: 10.1109/ICPICS50287.2020.9202148.
- Richter M., Goessel M. Concurrent Checking with Split-Parity Codes // 15th IEEE International On-Line Testing Symposium. 2009. pp. 159-163, doi: 10.1109/IOLTS.2009.5196001.
- Sogomonyan E., Weidling S., Goessel M. A New Method for Correcting Time and Soft Errors in Combinational Circuits // IEEE 16th International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits & Systems (DDECS). 2013. pp. 283-286. doi: 10.1109/DDECS.2013.6549835.
- Gopi S., Kopparty S., Oliveira R., Ron-Zewi N., Saraf S. Locally Testable and Locally Correctable Codes Approaching the Gilbert-Varshamov Bound // IEEE Transactions on Information Theory. 2018. vol. 64(8). pp. 5813-5831. doi: 10.1109/TIT.2018.2809788.
- Harsha P., Srinivasan S. Robust Multiplication-Based Tests for Reed–Muller Codes // IEEE Transactions on Information Theory. 2019. vol. 65(1). pp. 184-197. doi: 10.1109/TIT.2018.2863713.
- Mandry H., Herkle A., Kürzinger L., Müelich S., Becker J., Fischer R., Ortmanns M. Modular PUF Coding Chain with High-Speed Reed-Muller Decoder // IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). 2019. doi: 10.1109/ISCAS.2019.8702484.
- Sim M., Zhuang Y. Design of Two Interleaved Error Detection and Corrections Using Hsiao Code and CRC // IECON 2020 The 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. 2020. doi: 10.1109/IECON43393.2020.9254837.
- Абдуллаев Р.Б. Вероятностные характеристики полиномиальных кодов в системах технического диагностирования // Автоматика на транспорте. 2020. Т. 6. № 1. С. 64-88. doi: 10.20295/2412-9186-2020-6-1-64-88.
- Mishra N., Naresh N., Acharya A. Parallel Field Test Architecture for Boot-ROMs in Safety-Critical SoCs // 2021 IEEE International Test Conference India (ITC India). 2021. doi: 10.1109/ITCIndia52672.2021.9532633.
Supplementary files
