RU2465632C1 - Method of transmitting digital information through parallel highway - Google Patents

Abstract

FIELD: information technology.

SUBSTANCE: method enables to correct information on a parallel highway by triple repetition (recording) of information while shifting the information by a number of bits defined by the number of bits lying next, whose faults must be counteracted, wherein the maximum number of counteracted faults does not exceed the number (integer) obtained by dividing the number of bits of the highway by three, and with subsequent bitwise majorisation.

EFFECT: high fault tolerance.

Description

Данное изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, может быть использовано в ответственной аппаратуре, имеющей повышенные требования к надежности и не имеющей доступа для ремонта, например, для космических аппаратов.This invention relates to computer technology and automation, can be used in critical equipment that has increased reliability requirements and does not have access for repair, for example, for spacecraft.

Известен способ передачи цифровой информации через параллельную магистраль, который заключается в многократном нечетном повторении информации с последующим мажорированием или мажоритарным декодированием, причем количество повторений должно быть не менее трех и зависит от числа разрядов, необходимых для исправления (А.В.Чикин, А.Г.Зимин, И.А.Ионов «Способ оценки эффективности блоковых кодов при передаче информации по каналу связи» (пример 1, 2). Труды МАИ. УДК 621.376.57 (http://www/mai.ru/projects/mai_works/)).A known method of transmitting digital information through a parallel highway, which consists in multiple odd repetition of information followed by majorization or majority decoding, and the number of repetitions should be at least three and depends on the number of digits needed for correction (A.V. Chikin, A.G. .Zimin, I.A. Ionov “A method for evaluating the effectiveness of block codes when transmitting information over a communication channel” (Example 1, 2). Proceedings of the Moscow Aviation Institute. UDC 621.376.57 (http: //www/mai.ru/projects/mai_works/ )).

К недостаткам этого способа нужно отнести невозможность передачи цифровой информации через параллельную магистраль без искажения при наличии одного или более отказов типа постоянный логический 0 или логическая 1 в разрядах магистрали.The disadvantages of this method include the impossibility of transmitting digital information through a parallel highway without distortion in the presence of one or more failures such as a constant logical 0 or logical 1 in the digits of the highway.

Наиболее близким является способ передачи цифровой информации через параллельную магистраль, заключающийся в многократном нечетном повторении, начиная с трех, с последующим мажорированием или мажоритарным декодированием, отличающийся тем, что в каждом следующем повторении информация смещается на один разряд с последующим поразрядным мажорированием, причем число повторений вычисляют по формуле K=2i+1, где i - число возможных отказов (патент РФ №2413283, G06F 3/00) - принятый в качестве прототипа.The closest is the method of transmitting digital information through a parallel highway, consisting in multiple odd repetitions, starting with three, followed by majorization or majority decoding, characterized in that in each subsequent repetition the information is shifted by one bit with subsequent bitwise majorization, and the number of repetitions is calculated according to the formula K = 2i + 1, where i is the number of possible failures (RF patent No. 2413283, G06F 3/00) - adopted as a prototype.

Недостатком этого способа является сложность аппаратной реализации для исправления информации в магистрали при наличии отказа в двух и более разрядах подряд типа постоянный логический 0 или логическая 1. Например, парировать отказ подряд в двух разрядах магистрали данным способом можно только при пятикратном повторении со смещением информации каждый раз на один разряд, однако это приводит к увеличению аппаратных средств в части исполнения мажоритарного устройства «3 из 5» и увеличению числа регистров до пяти, а также увеличивается время на передачу информации. Для парирования отказа подряд в трех разрядах магистрали потребуется еще большее усложнение аппаратных средств в части исполнения мажоритарного устройства «4 из 7», увеличение числа регистров до семи и увеличение времени на передачу информации более чем в два раза по сравнению с трехкратным повторением.The disadvantage of this method is the complexity of the hardware implementation for correcting information in the trunk if there is a failure in two or more bits in a row, such as a constant logical 0 or logical 1. For example, to parry a failure in a row in two bits of the trunk in this way can only be done five times with repetition of information each time by one category, however, this leads to an increase in hardware in terms of the implementation of the majority of the device "3 out of 5" and an increase in the number of registers to five, and also increases the time the transfer of information. To parry a failure in a row in three digits of the trunk, it will require even more complication of the hardware in terms of the performance of the majority of the 4 of 7 devices, an increase in the number of registers to seven and an increase in the time for transmitting information by more than two times as compared with three repetitions.

Поэтому самым оптимальным с точки зрения временных и аппаратных затрат является трехкратное повторение, однако при смещении информации на один разряд при каждом следующем повторении невозможно парировать наличие отказа подряд в двух разрядах магистрали. Данный недостаток показан на примере передачи 16-разрядного двоичного кода путем трехкратного повторения со смещением информации на один разряд при каждом следующем повторении. Пусть необходимо передать кодTherefore, the most optimal from the point of view of time and hardware costs is a triple repetition, however, when the information is shifted by one bit at each next repetition, it is impossible to parry the existence of a failure in a row in two bits of the line. This drawback is shown by the example of transmitting a 16-bit binary code by three repetitions with a shift of information by one bit at each subsequent repetition. Let it be necessary to pass the code

магистрали. При неисправности в двух разрядах подряд, например в первом и втором разряде магистрали неисправность постоянный «0», и смещении информации вправо при последующей передаче, информация состояния разрядов будет выглядеть следующим образом:highways. If a fault occurs in two digits in a row, for example, in the first and second digits of the trunk, the fault is constant “0”, and the information is shifted to the right during subsequent transmission, the status information of the digits will look like this:

После мажорирования одноименных разрядов «2 из 3» ложный «0» зафиксируется в первом и в шестнадцатом разрядеAfter majoring the same category "2 of 3" false "0" will be recorded in the first and sixteenth category

таким образом, данным способом при трехкратном повторении нельзя передать достоверную информацию через параллельную магистраль при наличии отказа в двух разрядах подряд. Очевидно, что при наличии отказа в магистрали подряд в трех разрядах тем более исправления не будет.Thus, in this way, with three repetitions, it is impossible to transmit reliable information through a parallel line in the presence of a failure in two digits in a row. Obviously, if there is a failure in the line in a row in three categories, the more correction will not be.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, что позволит передавать цифровую информацию через параллельную магистраль при минимальном количестве повторений (трехкратном) и при наличии отказа в двух и более рядом расположенных разрядах магистрали, тем самым повысит отказоустойчивость.The aim of the invention is to remedy this drawback, which will allow digital information to be transmitted through a parallel line with a minimum number of repetitions (three times) and if there is a failure in two or more adjacent discharges of the line, thereby increasing fault tolerance.

Указанная цель достигается тем, что многократное (трехкратное) повторение информации производится со смещением каждой последующей информации на число разрядов, определяемое количеством рядом расположенных разрядов, отказы которых необходимо парировать. Причем максимальное количество возможных исправлений (отказов) рядом расположенных разрядов определяется по формуле N=n/3, где n - число разрядов магистрали, а N - целое число парируемых отказов.This goal is achieved by the fact that multiple (triple) repetition of information is performed with a shift of each subsequent information by the number of bits, determined by the number of adjacent bits, the failures of which must be fended off. Moreover, the maximum number of possible corrections (failures) of adjacent discharges is determined by the formula N = n / 3, where n is the number of discharges of the line, and N is the integer number of parried failures.

Суть заявленного решения для парирования отказов может быть пояснена следующим образом.The essence of the claimed solution for parrying failures can be explained as follows.

Например, необходимо парировать отказы в двух подряд разрядах 16-разрядного двоичного кода - первого и второго постоянный «0» и седьмого и восьмого - постоянный «0», значит, информацию при повторении надо сдвигать на два разряда.For example, it is necessary to fend off failures in two consecutive bits of a 16-bit binary code - the first and second constant “0” and the seventh and eighth - constant “0”, which means that information must be shifted by two bits during repetition.

причем значение в первом, втором, седьмом, восьмом разряде по большинству будет «1». Таким образом, информация передана верно, парировано четыре неисправности. Аналогичным образом могут быть исправлены одновременные отказы в 1, 2 и 9, 10 разрядах, в 3, 4 и 9, 10 или 11, 12 разрядах и так далее.and the value in the first, second, seventh, eighth category for the majority will be "1". Thus, the information is transmitted correctly, four faults are countered. Similarly, simultaneous failures in 1, 2 and 9, 10 bits, in 3, 4 and 9, 10 or 11, 12 bits and so on can be corrected.

Покажем максимальное парирование отказов данным способом передачи на примере 16-разрядного двоичного кода. Определяем число N=n/3=16/3=5,333, целое число равно 5, значит, максимально можно исправить 5 разрядов, расположенных рядом, поэтому надо смещать информацию на пять разрядов вправо (влево) при каждой следующей передаче.We show the maximum failure rejection by this transmission method using the example of a 16-bit binary code. We determine the number N = n / 3 = 16/3 = 5.333, the integer is 5, which means that it is possible to correct 5 bits located next to each other, so you need to shift the information by five bits to the right (left) for each next transmission.

причем значение в первом, втором, третьем четвертом и пятом разрядах по большинству будет «1». Таким образом, информация передана верно, парировано пять неисправностей.and the value in the first, second, third, fourth and fifth digits for the majority will be “1”. Thus, the information is transmitted correctly, five faults are countered.

Данный способ предполагается применять в блоках управления космических аппаратов для повышения живучести за счет способности выдачи команд управления из контроллера в исполнительные устройства даже при наличии нескольких отказов в параллельной магистрали (шине).This method is supposed to be used in control units of spacecraft to increase survivability due to the ability to issue control commands from the controller to the actuators even if there are several failures in the parallel line (bus).

Из известных автору источников информации и патентных материалов не известна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявляемого объекта.Of the sources of information and patent materials known to the author, the totality of features similar to the totality of features of the claimed subject matter is not known.

Claims (1)

Способ передачи цифровой информации через параллельную магистраль, заключающийся в многократном повторении информации со смещением каждой последующей информации, с последующим мажорированием или мажоритарным декодированием, отличающийся тем, что в каждом следующем повторении смещение информации проводят на число разрядов, определяемое количеством рядом расположенных разрядов, отказы которых необходимо парировать, причем максимальное количество парируемых отказов не превышает число (целое), полученное от деления числа разрядов магистрали на три, а число повторений равно трем. A method of transmitting digital information through a parallel highway, which consists in repeatedly repeating information with an offset of each subsequent information, followed by majorization or majority decoding, characterized in that in each subsequent repetition, the information is offset by the number of bits determined by the number of adjacent bits whose failures are necessary fend off, and the maximum number of parry failures does not exceed the number (integer) obtained from dividing the number of digits on line three, and the number of repetitions is three.