А.А. Павлов – д.т.н., профессор, 

Филиал Военной академии РВСН имени Петра Великого (г. Серпухов, Моск. обл.) E-mail: Pavlov_iif@mail.ru

А.Н. Царьков – д.т.н., профессор, Председатель Правления Института,

Межрегиональное общественное учреждение «Институт инженерной физики» (г. Серпухов, Моск. обл.)

E-mail: info@iifrf.ru

Д.А. Корсунский – науч. сотрудник, 

Межрегиональное общественное учреждение «Институт инженерной физики» (г. Серпухов, Моск. обл.)

E-mail: info@iifrf.ru

В.З. Волков – науч. сотрудник, 

Филиал Военной академии РВСН имени Петра Великого (г. Серпухов, Моск. обл.)

В.П. Ефремов – науч. сотрудник, 

Филиал Военной академии РВСН имени Петра Великого (г. Серпухов, Моск. обл.)

Постановка проблемы. В процессе эксплуатации устройств обработки и передачи информации (УОПИ) на них действует ряд независимых друг от друга факторов, которые приводят к возникновению ошибок в обрабатываемой двоичной информации. Так как эффективность УОПИ в значительной степени характеризуется достоверностью информации, которая обрабатывается в данных системах, то особую актуальность приобретает вопрос обнаружения и коррекции ошибок в устройствах обработки информации АЛУ процессоров.

Цель. Рассмотреть метод коррекции ошибок в УОПИ, сокращающий аппаратурные затраты на резервирование за счет использования для обнаружения ошибок в арифметико-логическом устройстве (АЛУ) ЭВМ алгебраического линейного кода с минимальной избыточностью и применения результатов кодирования информации для формирования дублирующего канала за счет функциональной избыточности процессора.

Результаты. Предложена регулярная процедура построения отказоустойчивой ЭВМ на основе формирования дублирующего канала за счет функциональной избыточности процессора и использования алгебраического линейного кода для контроля запоминающих устройств и его адаптации для контроля арифметических и логических операций. Выявлены закономерности, позволяющие использовать функциональные устройства процессора для выполнения основных и дублирующих функций. Проведен расчет аппаратурных затрат на формирование дублирующего канала и сравнительная оценка выигрыша вероятности безотказной работы от использования предлагаемого метода резервирования.

Практическая значимость. Использование предлагаемого способа резервирования вместо мажоритарного резервирования позволяет повысить вероятность безотказной работы ЭВМ, на треть сократить общие аппаратурные затраты и в 2,5 раза сократить аппаратурные затраты на построение АЛУ процессора.

1. Гребешков А.Ю. Микропроцессорные системы и программное обеспечение в средствах связи. Самара. ПГУТИ. 2009. 298 с.
2. Глушко А.А., Зинченко Л.А., Шахнов В.А. Моделирование воздействия тяжелых заряженных частиц на характеристики полевых транзисторов структуры «кремний на изоляторе» // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 10. С. 1090−1096. DOI: 10.7868/S0033849415070074.
3. Мещеряков С.А., Бердышев А.В. Электротепловая модель воздействия электромагнитного излучения на полупроводниковые структуры // Радиотехника и электроника. 2013. Т. 58. №: 11. С. 1127−1133. DOI: 10.7868/S0033849413110119.
4. Naseer R. and Draper J. Parallel Double Error Correcting Code Design to Mitigate Multi-Bit Upsets in SRAMs // Information Sciences Institute University of Southern California, IEEE Trans. Device Mater. 2008. V. 6. P. 222−225.
5. Frank Hall Schmidt, Jr. Fault. Tolerant Design Implementation on Radiation Hardened By Design SRAM-Based FPGAs // Electrical Engineering United States Air Force Academy Submitted to the Department of Aeronautics and Astronauticsin partial ful. 2011. 306 p.
6. Щербаков Н.С. Достоверность работы цифровых устройств. М.: Машиностроение.1989. 224 с.
7. Башкиров А.В., Муратов А.В., Суслова О.Е. Обзорный анализ помехоустойчивого кодирования в цифровых системах передачи данных // Радиотехника. 2016. № 6. С. 31−35.
8. Золотарев В.В., Овечкин Г.В. Новые средства коррекции ошибок для высокоскоростной передачи и хранения данных // Радиотехника. 2016. № 8. С. 104−109.
9. Павлов А.А., Царьков А.Н., Павлов П.А., Гусев К.В., Гусев А.В. Сорокин Д.Е., Ласяк М.И. Метод помехоустойчивого кодирования информации каналов передачи данных телеизмерительных информационных систем с коррекцией ошибок в двух байтах информации // Измерительная техника. 2014. № 7. С. 10−15.
10. Павлов А.А., Царьков А.Н., Павлов П.А., Сорокин Д.Е., Гусев А.В. Ласяк М.И. Метод помехоустойчивого кодирования информации каналов передачи данных с исправлением ошибок в двух байтах информации // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2015. № 1. С. 15−21.
11. Reviriego P., Flanagan M., Maestro J.A. A (64,45) Triple Error Correction Code for Memory Applications // IEEE Trans. Device Mater. Rel. March 2012. V. 12. № 1. P. 101−106.
12. Veronese G.S., Correia M., Bessani A.N., Lung L.C., and Verissimo P. Efficient Byzantine fault-tolerance // IEEE Transactions on Computers. 2013. P. 21−27.
13. Luiz A.F., Lung L.C., Correia M. MITRA: Byzantine Fault-Tolerant Middleware for Transaction Processing on Replicated Databases // SIGMOD Record. March 2014. V. 43. № 1. P. 14−20.
14. Павлов А.А., Царьков А.Н., Павлов П.А., Корсунский Д.А. Метод обнаружения ошибок в устройствах хранения и передачи информации // Радиотехника. 2017. № 3. С. 50−58.