Повышение надежности и достоверности функционирования устройств хранения и обработки информации в радиотехнических системах

А.А. Павлов; А.Н. Царьков; Ю.А. Романенко; А.А. Коробков; А.Ю. Романенко; Ф.А. Павлов

doi:10.18127/j00338486-202605-19

Повышение надежности и достоверности функционирования устройств хранения и обработки информации в радиотехнических системах

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

научная статья УДК 004.052.2 Страницы: 165-180 doi.org/10.18127/j00338486-202605-19

^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)

Ключевые слова: Алгебраический линейный код одиночная ошибка двойная ошибка синдром ошибки самовосстанавливаемость сбое-устойчивость

Аннотация

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.

Поступила: 13.01.2026
Одобрена: 19.01.2026
Принята: 30.04.2026

Для цитирования

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

Список источников

Григорьев, В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа, М.: Эко-Трендз. 2005. 384 с.
Куликов Л.Н., Москалец М.Н. Теория электрической связи. Основы сверточного кодирования: Учеб. Пособие. СПб. 2006. 39 с.
Сердюков П.Н., Бельчиков А.В., Дронов А.Е. и др. Защищенные радиосистемы цифровой передачи информации. М.: АСТ. 2006. 403с.
Бертсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных. М.: Мир. 1989. 544 с.
Таненбаум Э.С. Компьютерные сети. СПб: Питер. 2003. 848 с.
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.
ГОСТ 27.102-2021 Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения.
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 // ESSCIRC 2008. 34th European Solid-State Circuits Conference. P. 222-225.
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.
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.
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.
Micheloni R., Marelli A., Ravasio R. Error correction codes for non-volatile memories. Springer. 2010. 337 p.
Todd K.M. Error correction coding. Mathematical methods and algorithms. New Jersey: Wiley. 2005. P. 7-15.

[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.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи