А.А. Павлов1, А.Н. Царьков2, Ю.А. Романенко3, А.А. Коробков4, А.Ю. Романенко5, Ф.А. Павлов6

1,3,6 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого (г. Серпухов, Россия)

2,4,5 Автономная некоммерческая организация «Институт инженерной физики» (г. Серпухов, Россия)

1,6 Pavlov_iif@mail.ru; 2 info@iifrf.ru; 3 info@iifrf.ru; 4 aakorobkov@iifmail.ru; 5 info@iifrf.ru; 6 iif@mail.ru

Постановка проблемы. Современные радиотехнические системы включают в свой состав различные каналы и линии связи в виде устройств, систем или сетей для единичного, группового, регионального и глобального информационного обмена. Особое место среди них занимают средства связи с применением специализированных ЭВМ (СЭВМ), предназначенных для обработки информации. Достоверность обрабатываемой информации в значительной степени зависит от надежности СЭВМ, а также от ее способности противостоять дестабилизирующим факторам и отказам некоторых компонентов. Следовательно, актуальной задачей для защиты СЭВМ является разработка корректирующих кодов, обеспечивающих обнаружение и коррекцию ошибок заданной кратности, минимальные аппаратурные затраты на построение кодирующих/декодирующих устройства, высокую достоверность функционирования, самовосстанавливаемость и сбоеустойчивость системы и минимальное влияние средств контроля на быстродействие резервируемой СЭВМ.

Цель. Представить методический аппарат на основе алгебраического кода, сохраняющий самовостанавливаемость, сбоеустойчивость и достоверность функционирования процессора СЭВМ при выполнении арифметических и логических операций.

Результаты. Проведены исследования, в результате которых установлено следующее: 1) коррекция одиночных и двойных ошибок арифметико-логического устройства процессора на основе алгебраического кода с синдромным декодированием приводит к резкому увеличению аппаратурных затрат и дает требуемой надежности процессора; 2) использование алгебраического кода для контроля арифметических операций не позволяет провести коррекцию ошибок, но обеспечивает сбоеустойчивость и достоверность функционирования процессора; 3) алгебраический код, применяемый для контроля логических операций, обеспечивает коррекцию одиночных ошибок, а также сбоеустойчивость и достоверность функционирования процессора при возникновении двойных ошибок. Разработан методический аппарат для повышения самовостанавливаемости и достоверности функционирования процессора при выполнении арифметических и логических операций.

Практическая значимость. Реализация предложенного методического аппарата требует минимальных аппаратурных затрат на построение кодирующих/декодирующих устройств при минимальном влиянии средств контроля на быстродействие резервируемой СЭВМ.

Павлов А.А., Царьков А.Н., Романенко Ю.А., Коробков А.А., Романенко А.Ю., Павлов Ф.А. Повышение надежности и достоверности функционирования устройств хранения и обработки информации в радиотехнических системах // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 5. С. 165−180. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202605-19

1. Григорьев, В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа, М.: Эко-Трендз. 2005. 384 с.
2. Куликов Л.Н., Москалец М.Н. Теория электрической связи. Основы сверточного кодирования: Учеб. Пособие. СПб. 2006. 39 с.
3. Сердюков П.Н., Бельчиков А.В., Дронов А.Е. и др. Защищенные радиосистемы цифровой передачи информации. М.: АСТ. 2006. 403с.
4. Бертсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных. М.: Мир. 1989. 544 с.
5. Таненбаум Э.С. Компьютерные сети. СПб: Питер. 2003. 848 с.
6. Гребешков А.Ю. Микропроцессорные системы и программное обеспечение в средствах связи. Самара: ПГУТИ. 2009. 298 с.
7. ГОСТ 27.003-2016. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.
8. ГОСТ 27.102-2021 Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения.
9. Щербаков Н.С. Достоверность работы цифровых устройств. М.: Машиностроение. 1989. 224 с.
10. Naseer R., Draper J. Parallel double error correcting code design to mitigate multi-bit upsets in SRAMs // ESSCIRC 2008. 34th European Solid-State Circuits Conference. P. 222-225.
11. Павлов А.А., Царьков А.Н., Романенко Ю.А., Корнеев И.И., Романенко А.Ю., Макеев М.И., Павлов Ф.А. Обнаружение и коррекция ошибок в устройствах обработки информации в системах связи и телекоммуникации // Радиотехника. 2023.
    Т. 87. № 3. С. 6-14. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202303-14.
12. Павлов А.А., Царьков А.Н., Романенко Ю.А., Пашинцев В.П., Романенко А.Ю., Макеев М.И., Павлов Ф.А. Использование информационного резервирования для повышения надежности устройств хранения, обработки и передачи информации // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 2. С. 168−176. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202402-16.
13. Павлов А.А., Царьков А.Н., Романенко Ю.А., Пашаев О.Ф., Романенко А.Ю., Павлов Ф.А. Использование свойств алгебраического кода для повышения эффективности обнаружения и исправления ошибок в устройствах хранения и обработки информации// Радиотехника. 2025. Т. 88. № 4. С. 101−108. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202504-09.
14. Prager K., Vahey A M., Farwell W., et al. Fault tolerant signal processing computer // International Conference on Dependable Systems and Networks. 2000. P. 169-174.
15. Micheloni R., Marelli A., Ravasio R. Error correction codes for non-volatile memories. Springer. 2010. 337 p.
16. Todd K.M. Error correction coding. Mathematical methods and algorithms. New Jersey: Wiley. 2005. P. 7-15.