Использование свойств алгебраического кода для повышения эффективности обнаружения и исправления ошибок в устройствах хранения и обработки информации
- 1,3,4,6 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого (г. Серпухов, Россия)
- 2,5 Автономная некоммерческая организация «Институт инженерной физики» (г. Серпухов, Россия)
Аннотация
Постановка проблемы. Разработка современных специализированных ЭВМ средств связи и телекоммуникаций связана с решением задачи по обеспечению высоких значений показателей, характеризующих их работу (вероятность безотказной работы, живучесть, самовосстанавливаемость), на основе различных методов резервирования, способствующих восстановлению работоспособности функциональных устройств. Для этого используют алгебраические коды, в частности, - код Хемминга, корректирующий одиночные ошибки СЭВМ. В то же время возможность контроля логической операции инвертирования, которая применяется при выполнении арифметических и логических операций, недостаточно изучена: исследованы вопросы построения алгебраических кодов для контроля логической операции инвертирования без изменения значений проверочных разрядов кода, но коррекция ошибок большей кратности без увеличения числа проверочных разрядов кода, аппаратурных и временных затрат не рассматривалась. ПРОЧИТАТЬ всю аннотацию
Цель. Разработать корректирующий код повышенной корректирующей способности, контролирующий логическую операцию инвертирования без увеличения числа проверочных разрядов и не требующий дополнительных аппаратурных и временных затрат.
Результаты. Разработан алгебраический код, позволяющий исправлять ошибки в прямых и инверсных значениях кодового набора при выполнении арифметических и логических операций процессора. Сформулированы правила группирования разрядов синдрома ошибки на разряды, определяющие блок информационных разрядов, содержащий ошибку, и ошибочный разряд в трехразрядном блоке информации. Выявлены свойства алгебраического кода, обеспечивающие возможность коррекции как одиночных ошибок в информационных разрядах, так и кратных ошибок в проверочных разрядах. Представлен алгоритм декодирования, формирующий значения разрядов синдрома ошибок, определяющих адрес блока информации, содержащего ошибку и номер ошибочного разряда в трехразрядном блоке информации, а также ошибок, обеспечивающих коррекцию кратных ошибок в проверочных разрядах.
Практическая значимость. Представленный алгебраический линейный код обладает повышенной корректирующей способностью и позволяет контролировать логическую операцию инвертирования без изменения значений проверочных разрядов и дополнительных временных затрат. Кроме того, он обеспечивает коррекцию не только одиночной и двойной ошибок в двух младших проверочных разрядах (определяющих номер ошибочного разряда в трехразрядном блоке информации), но и ошибок произвольной кратности в старших проверочных разрядах (определяющих номер блока информации содержащего ошибку).
- Поступила
- 10.02.2025
- Одобрена
- 18.03.2025
- Принята
- 26.03.2025
Для цитирования
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. 89. № 4. С. 101−108. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202504-09
Список источников
- Гребешков А.Ю. Микропроцессорные системы и программное обеспечение в средствах связи. Самара: ПГУТИ. 2009. 298 с.
- ГОСТ 27.003-2016. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. М: ФГУП «Стандартинформ». 2018. 19 с.
- ГОСТ 27.102-202.1 Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения. М: ФГУП «Стандартинформ». 2022. 46 с.
- 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.
- 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.
- Щербаков Н.С. Достоверность работы цифровых устройств. М.: Машиностроение. 1989. 224 с.
- Naseer R., 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.
- Prager K., Vahey M., Farwell W., Whitney J., Lieb J. A fault tolerant signal processing computer // Dependable Systems and Networks, 2000. DSN 2000. Proceedings International Conference on. 2000. P. 169-174.
- Micheloni R., Marelli A., Ravasio R. Error correction codes for non-volatile memories. Breinigsville: Springer. 2010. 337 p.
- Todd K.M. Error correction coding. Mathematical methods and algorithms. New Jersey: Wiley. 2005.