Method for Determining the Functional Dependences of Working Outputs of Logic Combination Schemes for Development Unidirectional Errors

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Structural dependences of the working outputs of logical combinational circuits were studied with the aim of subsequent identification of the type of possible errors. The types of manifested errors and the classification of the working outputs of logical combinational circuits are given. It is shown that the presence of an internal structural connection of discrete devices leads to an increase in the multiplicity of possible errors. The condition for determining the functional dependence of outputs on the manifestation of errors of the studied multiplicity is given. It is noted that out of the many types of errors, unidirectional errors can appear at the outputs of the circuits. A well-known method for determining unidirectionally dependent operating outputs of discrete device circuits is presented, which has a drawback. It is only necessary to pairwise compare each output with the rest of the whole set. For the convenience of the process of searching for such outputs, the author of the article proposed a new method for identifying unidirectionally dependent working outputs. This method differs from known methods in that it is applicable for any number of outputs, which requires much less time to search for the above outputs. It is shown that logical combinational circuits can have functional features, in which only unidirectional errors can appear at the working outputs. Therefore, a new method for identifying any number of unidirectionally independent operating outputs of combinational circuits has been proposed. It is shown that the methods proposed in the article for finding unidirectionally dependent and unidirectionally independent outputs of logical combinational circuits require simple mathematical calculations. In the Multisim, internal faults of the diagnosable circuits are simulated and all possible errors at the working outputs are fixed. According to the results of the experiments, the validity of the theoretical results obtained was also confirmed.

About the authors

R. B Abdullaev

Tashkent State Transport University (TSTU)

Email: ruslan_0507@mail.ru
Temiryulchilar St. 1

References

  1. Hahanov V. Cyber-Physical Computing for IoT-driven Services // New York.: Springer International Publishing AG. 2018. 279 p.
  2. Kuntsevich V., Gubarev V., Kondratenko Yu., Lebedev D., Lysenko V. Control Systems: Theory and Applications. // River Publishers Series in Automation, Control and Robotics. 2018. 327 p.
  3. Wernet M., Brunokowski M., Witt Ph., Meiwald T. Digital tools for relay interlocking diagnostics and condition assessment // DVV Media Group GmbH:SIGNAL + DRAHT. 2019. vol. 111. Issue 11. pp. 39-45.
  4. Сапожников Вл.В. Синтез систем управления движением поездов на железнодорожных станциях с исключением опасных отказов // М.: Наука. 2021. 229 с.
  5. Drozd O., Rucinski A., Zashcholkin 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.
  6. Boole G. The Mathematical Analysis of Logic Being an Essay Towards a Calculus of Deductive Reasoning // London.: Cambridge: Macmillan, Barclay, & Macmillan, George Bell. Public domain in the USA. Release date 28 July 2011 y. 87 p.
  7. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики (оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства) // М.: Энергоатомиздат. 1981. 320 с.
  8. П.П. Пархоменко. Надежность и эффективность в технике: Справочник в десяти томах. Т.9: Техническая диагностика / под. ред. В.В. Клюева и П.П. Пархоменко // М.: Машиностроение. 1987. 352 с.
  9. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Христов Х.А., Гавзов Д.В. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики / Под ред. Вл. В. Сапожникова // М.: Транспорт. 1995. 272 с.
  10. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы // М.: Радио и связь. 1989. 207 с.
  11. Stempkovskiy A.L., Telpukhov D.V., Gurov S.I., Zhukova T.D., Demeneva A.I. R-code for concurrent error detection and correction in the logic circuits // Proceedings of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus’2018). 2018. pp. 1430-1433.
  12. Efanov D.V., Abdullaev R.B. Boolean Complement Method to Polynomial Codes for Combinational Circuits Testing // Proceedings of Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus’2022). 2022. pp. 139-144.
  13. Efanov D.V., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V. Organization of a Fully Self-Checking Structure of a Combinational Device Based on Searching for Groups of Symmetrically Independent Outputs // Automatic Control and Computer Sciences. 2020. vol. 54. no 4. рp. 279-290.
  14. Ефанов Д. В. Синтез самопроверяемых комбинационных устройств на основе кодов с эффективным обнаружением симметричных ошибок // Труды СПИИРАН. 2020. № 4, C. 62-91.
  15. Sogomonyan E.S., Gössel M. Design of Self-Testing and On-Line Fault Detection Combinational Circuits with Weakly Independent Outputs // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. 1993. vol. 4. no 4. pp. 267-281.
  16. Morosow A., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V. and Goessel M. Self-Checking Combinational Circuits with Unidirectionally Independent Outputs. VLSI Design. 1998. vol. 5. pp. 333-345.
  17. Убар Р. Тестовая диагностика цифровых устройств, I. Таллин.: Таллинский политехнический институт. 1980. 112 с.
  18. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Условия обнаружения неисправности логического элемента в комбинационном устройстве при функциональном контроле на основе кода Бергера // Автоматика и телемеханика. 2017. № 5. С. 152–165.
  19. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Коды с суммированием, обнаруживающие любые симметричные ошибки // Электронное моделирование. 2017. Том 39. № 3. С. 47–60.
  20. Efanov D.V., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V. Two-Modulus Codes with Summation of One-Data Bits for Technical Diagnostics of Discrete Systems // Automatic Control and Computer Sciences. 2018. vol. 52. Issue 1. pp. 1–12.
  21. Berger J.M. А Note on Error Detecting Codes for Asymmetric Channels // Information and Control. 1961. vol. 4. Issue 1. pp. 68–73.
  22. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В., Абдуллаев Р.Б. Особенности организации систем функционального контроля комбинационных схем на основе полиномиальных кодов // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2018. Т. 15. №3. С. 432-446.
  23. Абдуллаев Р.Б. Синтез полностью самопроверяемых схем встроенного контроля на основе полиномиальных кодов для комбинационных логических устройств // Автоматика на транспорте. 2021. №3. С. 452-476.
  24. Goessel M., Morozov A.V., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V. Checking Combinational Circuits by the Method of Logic Complement // Automation and Remote Control. 2005. vol. 66. no. 8. pp. 1336-1346.
  25. Efanov D.V., Sapozhnikov V.V., Sapozhnikov Vl.V., Pivovarov D.V. Synthesis of Built-in Self-Test Control Circuits Based on the Method of Boolean Complement to Constant-Weight 1-out-of-n Codes // Automatic Control and Computer Sciences. 2019. vol. 53. Issue 6. pp. 481-491.
  26. Das D.K., Roy S.S., Dmitiriev A., Morozov A., Gössel M. Constraint Don’t Cares for Optimizing Designs for Concurrent Checking by 1-out-of-3 Codes // Proceedings of the 10th International Workshops on Boolean Problems. 2012. pp. 33-40.
  27. Busaba F.Y., Lala P.K. Self-Checking Combinational Circuit Design for Single and Unidirectional Multibit Errors // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. 1994. pp. 19-28.
  28. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В., Абдуллаев Р.Б. О свойствах полиномиальных кодов в системах функционального контроля // Информатика и системы управления. 2018. №2. С. 50-61.
  29. Abdullaev R., Efanov D. Polynomial Codes Properties Application in Concurrent Error-Detection Systems of Combinational Logic Devices // Proceedings of 19th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2021). 2021. pp. 40-46.
  30. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В., Абдуллаев Р.Б. Полиномиальные коды в системах функционального контроля комбинационных логических схем // Новые информационные технологии в исследовании сложных структур: Материалы 12-й международной конференции. 2018. С. 95-96.
  31. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Классификация ошибок в информационных векторах систематических кодов // Известия вузов: Приборостроение. 2015. №5. С. 333-343.
  32. Ubar R., Raik J., Vierhaus H.T. Design and Test Technology for Dependable Systems-on-Chip // New York.: Information Science Reference, Hershey. IGI Global. 2011. 578 p.
  33. Mitra S., McCluskey E.J. Which concurrent error detection scheme to сhoose? // Proceedings of International Test Conference. 2000. pp. 985–994.
  34. Butorina N. Self-testing checker design for incomplete m-out-of-n codes // Proceedings of 12th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2014). 2014. pp. 258–261.
  35. Borecký J., Kohlík M., Kubátová H. Parity Driven Reconfigurable Duplex System // Microprocessors and Microsystems. 2017. vol. 52. pp. 251–260.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».