Файл: 1. основные характеристики надежности рэс и радиокомпонентов характеристики надежности рэс.pdf

84
Для исправления ошибок кратности
l
требуется, чтобы код имел мини- мальное кодовое расстояние
1 2
min

 l
d
. Значение min
d
определяется наи- меньшим из расстояний
)
,
(
j
i
B
B
d
между кодовыми комбинациями
i
B
и
j
B
(метрика Хэмминга). Наибольшее распространение на практике получили коды Хэмминга, для которых разработаны достаточно простые алгоритмы кодирования и декодирования.
БИС обнаружения и исправления ошибок (ОИО), как правило, предназ- начены для исправления однобитовых и обнаружения двухбитовых ошибок в
ЗУ с произвольной выборкой, что достигается применением кода Хэмминга с
4
min

d
. Так, например, БИС ОИО К555ВЖ1 рассчитаны на работу с 16-бит- ным форматом слова в коде (22,16). Для хранения 6 избыточных разрядов объем памяти приходится увеличить на 37 %. Структурная схема ЗУ с кор- рекцией ошибок показана на рис. 5.8.
Рис. 5.8
Формирователь контрольных разрядов ФКР в соответствии с порожда- ющей матрицей кода Хэмминга вырабатывает 6 контрольных бит. Информа- ционные и контрольные разряды, хранящиеся в ЗУ, при считывании посту- пают на генератор синдрома ГС, указывающий место ошибки в слове. Фор- мирователь вида ошибки ФВО по синдрому вырабатывает признак (0 или
М
) однобитовой или двухбитовой ошибок. Исправление ошибки в данных (ин- версию бита) осуществляет сумматор по модулю 2 М2, управляемый дешиф- ратором синдрома ДС. БИС ОИО имеет в своем составе все (кроме ЗУ) устройства, показанные на рис. 5.8, и 4 режима работы: формирование кон- трольных разрядов, запись информационных и контрольных разрядов из ЗУ в
БИС, блокировка информации и разрешение флагов ошибок, выдача исправ- ленной информации и синдрома ошибок. Переключение режима осуществля- ется двумя внешними сигналами управления, поэтому одна БИС ОИО может обслуживать ЗУ с интерфейсом «общая шина». Часто для упрощения син-
16
D
15…0
ЗУ
1
ЗУ
2
ФКР
ГС
М2
ДС
ФВО
0,М
16 16 16 6
2 6
6 6

85
хронизации и уменьшения временных задержек (из-за переключения режима
БИС) применяют две БИС ОИО, разделяя между ними функции кодирования и декодирования.
Большими функциональными возможностями обладает БИС К1818ВЖ1, способная выполнить кодирование одним из 8 вариантов. БИС представляет собой программируемый циклический регистр диагностики ошибок с после- довательным вводом информации, состоящий из 16-разрядного регистра сдвига на основе триггеров, тактируемых фронтом внешнего сигнала синхро- низации. На входе каждого триггера включен сумматор по модулю 2 для ор- ганизации различных конфигураций линейной обратной связи. БИС делит поток данных
)
(
x
H
на полином регистра
)
(
x
P
:
)
(
)
(
)
(
)
(
x
R
x
P
x
Q
x
H


. Со- держимое регистра после деления
)
(
x
R
определяет контрольную сумму. Вид полинома устанавливается трехразрядным двоичным кодом, причем преду- смотрено 5 различных полиномов16-й степени, один – 12-й степени и два –
8-й степени. Это позволяет осуществить обработку всех типовых форматов слов, применяемых в цифровых устройствах.
Эффективность применения корректирующих кодов можно оценить по данным [5]: в модуле памяти 128К 16-разрядных слов при использовании
БИС ЗУ с интенсивностью сбоев
5
с
10



1/ч средняя наработка на отказ при исправлении однократных ошибок возросла с 780 до 260 000 ч.
Следует заметить, что информационное резервирование может успешно сочетаться со структурным. Так, в практике нашли применение дублирован- ные ЗУ с двумя вариантами управления модулями памяти (МП). В первом случае при отказе включается резервный МП и также работает до отказа, по- сле чего ЗУ считается неисправным. Во втором варианте при отказе резерв- ного МП считывается информация из первого МП и т. д., пока не встретятся отказы ячеек памяти с одинаковыми адресами. Второй вариант обеспечивает выигрыш по вероятности отказа в 4...5 раз.
В заключение рассмотрим применение скользящего резервирования для повышения выхода годных ЗУ.
Следует отметить, что применение коррекции в ЗУ осложняет их диаг- ностирование, тестовую проверку и ремонт, поскольку устройство исправ- ления ошибок маскирует место возникновения дефекта. В практике проекти- рования считается целесообразным обеспечить возможность раздельного ди- агностирования ЗУ данных и ЗУ контрольных разрядов, а также схем обна-

86
ружения и исправления ошибок. Для этого в схему, показанную на рис. 5.8, достаточно ввести дополнительный сигнал, управляющий выдачей синдрома на дешифратор и мультиплексор для поочередного считывания данных из обоих ЗУ. Кроме того, возможно введение дополнительных аппаратных средств для запоминания информации о возникающих ошибках. При этом значение синдрома, а также выходные сигналы формирователя вида ошибки поступают в регистр с параллельной записью информации, доступной для контроля.
Применение указанных способов позволяет существенно упростить диа- гностирование корректируемых ЗУ и является весьма эффективным сред- ством повышения их ремонтопригодности.
Список литературы
1.
Половко А. М., Гуров С. В.
Основы теории надежности. – СПб.: БХВ–
Петербург, 2006.
2.
Теория
надежности радиоэлектронных систем
/ Под ред. Г. В. Дру- жинина. – М.: Энергия, 1976.
3.
Яншин А. А.
Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА. – М.: Радио и связь, 1983.
4.
Козлов Б. А., Ушаков И. А.
Справочник по расчету надежности аппа- ратуры радиоэлектроники и автоматики. – М.: Сов. радио, 1975.
5.
Согомонян Е. С., Слабаков Е. В.
Самопроверяемые устройства и отка- зоустойчивые системы. – М.: Радио и связь, 1989.
6.
Матвеев А. В., Минченко И. С., Митрофанов А. В.
Статистический контроль качества: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2005.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ РЭС И
РАДИОКОМПОНЕНТОВ......................................................................................
3 1.1. Характеристики надежности РЭС..........................................................
3 1.2. Надежность восстанавливаемых устройств..........................................
9 1.3. Влияние коэффициентов нагрузки и условий эксплуатации на надежность радиокомпонентов...................................................................
13 1.4. Оценка надежности РЭС при внезапных отказах...............................
19 1.5. Анализ приработочных отказов............................................................
22 1.6. Преобразование логических схем надежности РЭС...........................
24 2. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЭС..........................................
29 2.1. Резервирование РЭС..............................................................................
29 2.2. Оптимальное резервирование РЭС.......................................................
40 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРИ АНАЛИЗЕ
НАДЕЖНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ..................................
46 3.1. Основные понятия..................................................................................
46 3.2. Теорема А. Н. Колмогорова для марковских случайных процессов.......................................................................................................
48 3.3. Вероятность работоспособного состояния восстанавливаемой системы...........................................................................................................
50 4. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ПАРАМЕТРОВ РЭС.................................................
60 4.1. Основные характеристики допусков....................................................
60 4.2. Методы оценки погрешностей выходных параметров РЭС..............
64 4.3. Анализ допусков выходных параметров РЭС.....................................
69 4.4. Определение рациональных допусков на параметры элементов......
74 5. ОТКАЗОУСТОЙЧИВЫЕ УСТРОЙСТВА РЭС.............................................
76 5.1. Функциональное диагностирование цифровых устройств................
76 5.2. Методы построения отказоустойчивых цифровых устройств...........
79
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................
86