СИНТЕЗ СФК НА ОСНОВЕ LDPC КОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАЖОРИТАРНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ
Аннотация
Ионизирующее излучение приводит к возникновению кратковременных нарушений ра-
ботоспособности электронной аппаратуры. Данный тип сбоя в основном рассматривался
в контексте запоминающих устройств и элементов памяти. Однако, интенсивное разви-
тие микроэлектронной промышленности приводит к росту числа сбоев в комбинационных
участках, и в скором времени может привести к тому, что частота возникновения сбоев в
данных участках будет сопоставима с частотой в незащищенных элементах памяти.
На сегодняшний день существует множество различных методов борьбы с последствиями
возникновения случайных сбоев: традиционные методы N-кратного модульного резервиро-
вания, методы, позволяющих усиливать маскирующие свойства схемы, использование раз-
личных средств контроля на основе теории помехоустойчивого кодирования и т.д.
Но в основном большинство из представленных методов приводят к появлению большой
структурной избыточности. Вследствие этого возникает необходимость в разработке
новейших методов борьбы с последствиями случайных сбоев. В рамках данной статьи рас-
сматривается применение особых средств контроля – схем функционального контроля
(СФК) на основе низкоплотностного кода с целью повышения сбоеустойчивости комбина-
ционных схем. Использование такой СФК позволяет выполнить исправление однократной
ошибки за счет метода мажоритарного декодирования. При сравнении с методом трой-
ного модульного резервирования по таким параметрам как логическая чувствительность и
структурная избыточность, применение полученной СФК может стать некоторым ком-
промиссным решением проблемы устойчивости схемы к возникновению случайных сбоев.
Литература
устойчивости логических схем с использованием нестандартных мажоритарных элемен-
тов // Информационные технологии. – 2015. – Т. 21, № 10. – С. 749-756.
2. El-Maleha A.H., Oughalia F.C. A generalized modular redundancy scheme for enhancing fault
tolerance of combinational circuits // Microelectronics Reliability. – 2014. – Vol. 54, No. 1.
– P. 316-326.
3. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые сис-
темы. – М.: Радио и связь. 1989. – 208 c.
4. Mitra S., McCluskey E.J. Which concurrent error detection scheme to choose? // Proceedings
International Test Conference 2000. – IEEE, 2000. – P. 985-994.
5. Хетагуров Я.А., Руднев Ю.П. Повышение надёжности цифровых устройств методами
избыточного кодирования. – М.: Энергия, 1974. – 270 c.
6. Галлагер Р. Коды с малой плотностью проверок на четность. – М.: Мир, 1966. – 144 c.
7. Кодирование информации (двоичные коды). Справочник / под ред. проф. Н.Т. Березню-
ка. – Харьков: Вища школа, 1978.
8. Косолапов Ю.В. О применении схемы Озарова-Вайнера для защиты информации в бес-
проводных многоканальных системах передачи данных // Информационное противо-
действие угрозам терроризма. – 2007. – Т. 10. – С. 111-120.
9. Sridhara D. Low density parity check codes from permutation matrices // Proc. Conference on
Information Sciences and Systems, John Hopkins University, USA, 2001. – P. 127-132.
10. Овинников А.А. Анализ свойств и параметров низкоплотностных кодов, синтезирован-
ных по алгоритму Таннера // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборо-
строения. – 2014. – Т. 14, № 5. – С. 80-83.
11. Иванов Ф.И., Зяблов В.В., Потапов В.Г. Коды с малой плотностью проверок на чёт-
ность, основанные на полях Галуа // Информационные процессы. – 2012. – Т. 12, № 1.
– С. 68-83.
12. McGowan J.A., Williamson R.C. Loop removal from LDPC codes // Proceedings 2003 IEEE
Information Theory Workshop. – IEEE, 2003. – P. 230-233.
13. Fossorier M.P.C., Mihaljevic M., Imai H. Reduced complexity iterative decoding of lowdensity
parity check codes based on belief propagation // IEEE Transactions on communications.
– May 1999. – Vol. 47(5). – P. 673-680.
14. Белоголовый А.В., Крук Е.А. Многопороговое декодирование кодов с низкой плотностью
проверок на четность // Информационно-управляющие системы. – 2005. – №. 1.
15. Солтанов А.Г. Схемы декодирования и оценка эффективности LDPC-кодов. Примене-
ние, преимущества и перспективы развития // Безопасность информационных техноло-
гий. – 2010. – Т. 17, № 2. – С. 61-67.
16. URL: http://icdm.ippm.ru/w/Схемы_ISCAS85/ (дата обращения: 20.05.2019).
17. URL: https://people.engr.ncsu.edu/brglez/CBL/benchmarks/LGSynth89/ (дата обращения:
20.05.2019).
18. Тельпухов Д.В., Соловьев, Р.А., Тельпухова Н.В., & Щелоков А.Н. Оценка параметра ло-
гической чувствительности комбинационной схемы к однократным ошибкам с помо-
щью вероятностных методов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2016. – № 7 (180).
– С. 149-158.
19. Стемпковский А.Л., Тельпухов Д.В., Соловьев Р.А., Мячиков М.В., Тельпухова Н.В. Раз-
работка технологически независимых метрик для оценки маскирующих свойств логиче-
ских схем // Вычислительные технологии. – 2016. – Т. 21 (2). – C. 53-62.
20. URL: http://www.clifford.at/yosys/ (дата обращения: 20.05.2019).
