Аннотация:
Рассматривается задача синтеза самопроверяемых цифровых устройств, в которых для обеспечения свойства обнаружения ошибок в вычислениях используются временнaя избыточность и импульсное представление сигналов. Предложена структура организации самопроверяемых комбинационных устройств со схемами встроенного контроля, основанная на использовании модифицированных кодов Хэмминга с самодвойственными функциями, описывающими проверочные символы. Описаны принципы построения модифицированных кодов Хэмминга. Доказано, что проверочные символы модифицированных кодов Хэмминга будут описываться самодвойственными функциями только для случаев значений числа информационных символов (k > 1), где k — число проверочных символов. Приведена «базовая» структура организации контроля вычислений в комбинационных устройствах на основе модифицированных кодов Хэмминга с числом информационных символов m = 6, проверочные символы которых описываются самодвойственными булевыми функциями. При контроле вычислений устройствами с числом выходов, большим шести, производится разбиение множества выходов на подмножества, для выходов каждого из которых синтезируется отдельная схема контроля; выходы схем контроля для различных групп выходов объединяются на входах самопроверяемого компаратора для получения одного контрольного сигнала. Таким образом, предложена структура организации контроля вычислений по двум диагностическим параметрам — принадлежности кодовых слов модифицированным кодам Хэмминга и вычисляемых функций, описывающих проверочные символы, классу самодвойственных булевых функций. Такой подход, как показано в статье, позволяет повысить показатели контролепригодности и увеличить число тестовых комбинаций по сравнению с контролем вычислений только на основе модифицированного кода Хэмминга. Приводятся результаты моделирования самодвойственных комбинационных цифровых устройств в среде Multisim. Освещены особенности реализации блоков схемы встроенного контроля и их функционирования. Применение предложенного способа организации цифровых устройств перспективно в практике реализации надежных и безопасных систем управления в широком спектре отраслей науки и техники.
Ключевые слова:
самопроверяемое устройство, самодвойственные цифровые устройства, контроль вычислений на выходах цифровых устройств, временнaя избыточность, контроль самодвойственности, контроль вычислений по модифицированным кодам Хэмминга