ПРИМЕНЕНИЕ КОДА ХЭММИНГА В ЗАДАЧЕ ПОВЫШЕНИЯ СБОЕУСТОЙЧИВОСТИ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ

Аннотация

В настоящее время при проектировании интегральных схем разработчикам прихо- дится учитывать очень большое количество разнородных факторов, которые связаны с обеспечением необходимых характеристик быстродействия, занимаемой площади, энерго- эффективности, выходом годных, удобством последующего тестирования, требованиями к универсальности, автономности, и так далее. Одним из основных факторов является надежность функционирования при последующей эксплуатации. Этот критерий выходит на первый план для устройств ответственного применения, а также для устройств, ра- ботающих при воздействии дестабилизирующих факторов. Для обеспечения повышенной надежности используют различные методы и подходы на разных уровнях абстракции. Часть из них могут быть применены на этапе проектирования. Одним из основных мето- дов для повышения надежности интегральных схем на этапе проектирования – это ис- пользование богатого инструментария из теории помехоустойчивого кодирования. Тра- диционная область применения помехоустойчивых кодов – это контроль целостности хранимой и передаваемой информации. Комбинационные схемы, напротив, изменяют информацию и не имеют в своём составе запоминающих элементов. Комбинационные схемы на вентильном уровне реализуют таблицы перекодировок, которые каждому входному воздействию однозначно ставят в соответствие некоторое выходное знач е- ние. Тем не менее, применение помехоустойчивых кодов для построения сбоеустойчивых комбинационных схем оказывается весьма эффективным. Для этого требуется введение в состав схемы дополнительных комбинационных блоков, которые обеспечивают код и- рование, декодирование, контроль, а в некоторых случаях и исправление возникающих в схеме ошибок. В статье исследуется эффективность применения кодов Хэмминга для задачи построения сбоеустойчивых комбинационных схем. В работе были рассмотрены две основные модификации кодов Хэмминга для реализации сбоеустойчивых комбинацион- ных схем. Разработаны средства для автоматизированного синтеза схем функционально- го контроля на основе данных кодов. Исследована структурная избыточность, а также надежностные характеристики получаемых схем. Проведено сравнение с традиционными методами кратного резервирования. Выведены оценочные функции для избыточности и вероятности пропуска ошибки.