Теоретические основы применения модулярной арифметики для обнаружения и коррекции ошибок

Материал из Модулярная арифметики
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
Строка 44: Строка 44:
 
20. Radhakrishnan D., Preethy A.P. A novel 36-bit single fault tolerant multiplier using 5-bit moduli// IEEE TENCON 98, vol. 1, pp. 128-130, New Delhi, India, Dec. 1998.
 
20. Radhakrishnan D., Preethy A.P. A novel 36-bit single fault tolerant multiplier using 5-bit moduli// IEEE TENCON 98, vol. 1, pp. 128-130, New Delhi, India, Dec. 1998.
  
21.
+
21. Исследование методов пректирования и разработка прграмных средств синтеза быстродействующих арифметических устройств// Отчет о НИР по программе ОИТВС РАН " Оптимизация вычислительных архитектур под конкретные классы задач, информационная безопасность сетевых технологий" (шифр "Вега-О-Ст-2006"). #ГР 01.200606060, инв.#0220.0701842. М.: ИППМ РАН, 2006.
 +
 
 +
22. Калашников В.С. Основные принципы построения отказоустойчивых систем с применением аппарата модулярной арифметики. Микроэлектроника и информатика-2006. 13-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов, М.:МИЭТ, 2006. - С. 237.
 +
 
 +
23. Корнилов А.И., Семенов М.Ю., Ласточкин О.В., Калашников В.С. Методология проектирования специализированных вычислителей на основе автоматизированной генерации технологически независимых IP-блоков.// Проблемы разработки перспективных микроэлектронных схем -2005. Сборник научных трудов/ под общ. ред. А. Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2005. - 537с., С.487-492.
 +
 
 +
24. Корнилов А.И., Семенов М.Ю., Ласточкин О.В., Калашников В.С. Реализация специализированных быстродействующих вычислителей на основе нетрадиционных алгоритмов с применением IP-генераторов. 5 Международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика". - 2005.
 +
 
 +
25. Стемпковский А.Л., Корнилов А.И., Семенов М.Ю., Ласточкин О.В., Калашников В.С. Построение систем повышенной надежности на основе аппарата модулярной арифметики с применением современных методов и средств проектирования// Проблемы разработки перспективных микроэлектронных схем -2006. Сборник научных трудов/ под общ. ред. А. Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2006. - 452с., С.253-258.

Версия 16:43, 25 сентября 2013

Одним из основных параметров при проектировании сложных вычислительных устройств была и остается надежность их функционирования [1],[2],[3],[4],[5]. Ведь, с одной стороны, постоянный рост требований к скоростным характеристикам вычислительных устройств приводит к необходимости организации параллельных вычислений, а с другой стороны, при этом увеличивается частота возникновения отказов, и возрастает время простоя процессоров, вызванное трудностью отыскания и ликвидации неисправности. Очевидно, что независимо от того, какие характеристики проявляет вычислительное устройство, единственная ошибка в любом из его блоков может отключить или повредить всю систему и в некоторых случаях привести к катастрофическим неисправностям. Проблема высокой надежности не только передачи информации, но и ее обработки особенно актуальна в современных системах, работающих в реальном времени, где ошибки работы оборудования должны быть обнаружены и исправлены немедленно. Стоит отметить и то, что переход на новейшие субмикронные технологии только усугубляет данную проблему, так как сложность изготовления ИС многократно возрастает, а вместе с ней возрастает и вероятность возникновения отказов. Такие отказы могут быть обнаружены заблаговременно и влиять на процент выхода годных, так и на этапе их непосредственной эксплуатации, что крайне нежелательно для целого ряда систем, таких, например, как медицинская техника, навигационное оборудвание и другая аппаратура, неисправности в работе которой могут обходиться очень дорого. Таким образом, высокая надежность в этом случае должна достигаться не столько совершенствованием самих технических средств передачи информации, сколько за счет применения таких способов ее кодирования, которые были бы устойчивы по отношению к возможным случайным искажениям и позволяли бы при необходимости осуществлять коррекцию данных. В связи с этим наиболее перспективным путем решения рассматриваемой проблемы является придание вычислительным устройствам свойства устойчивости к отказам и сбоям в процессе функционирования. Принято считать вычислительную систему отказоустойчивой (faut-tolerant system), если при возникновении отказа она сохраняет свои фукциональные возможности в полном (fail-save) или уменьшенном (fail-soft) объеме. При этом отказоустойчивость обеспечивается сочетанием избыточности системы и наличием механизма обнаружения ошибок, а также процедур для автоматического восстановления ее правильного функционирования. Fail-save устойчивость к отказам характеризует способность вычислительной системы обеспечивать корректную работу, несмотря на возникновение отказа, но с понижением качества, то есть находясь в состояни постепенного снижения эффективности. Именно в таком контексте будет рассматриваться далее понятие отказоустойчивости.


Литература


1. Акушский И. Я., Юдицкий Д. И. Машинная арифметика в остаточных классах. - М.: Советское радио, 1968. - 440с.

2. Коёкин А. И. Структурные методы обеспечения надежности информационных систем// Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Москва, 1974. - 303с.

3. Конопелько В. К., Борискевич А. А. Контроль ошибок в цифровых устройствах// Учеб. пособие по курсам "Теория кодирования" и "Цифровые и микропроцессорные устройства". - Мн.: БГУИР, 2003. - 18с.

4. Торгашев В. А. Система остаточных классов и надежность ЦВМ. - М.: Советское радио, 1973. - 120с.

5. Watson R. W., Hastings C. W. Self-Checked Computation Using Residue Arithmetic// Proceedings of the IEEE, vol. 54, no. 12, December 1966. - P.1920-1931.

6. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехникаю - СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 528с.

7. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер. с англ. М.: Мир, 1986.-576с.

8. Кларк Дж., мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. - 391с.

9. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ. М.: Мир, 1976. -590с.

10. Barsi F., Maestrini P. Error Correcting Properties of Redundant Residue Number Systems// IEEE Transactions on Computers, vol. C-21, no. 3, March 1973. P. 307-315.

11. Barsi F., Maestrini P. Error Detection and Correction by Product Codes in Residue Number Systems// IEEE Transactions on Computers, vol. C-23, no. 9, September 1974. -P. 915-924.

12. Jenkins W.K., Altman E.J. Self-Checking Properties of Residue Number Error Checkers Based on Mixed Radix Conversion// IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 35, no. 2, February 1988. P. 159-167.

13. Krishna H., Lin K.-Y., Sun J.-D. A Coding Theory Approach to Error Control in Redundant Residue Number Systems - Part I: Theory and Single Error Correction// IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Analog and Digital Signal Processing, vol. 39, no. 1, January 1992.-P. 8-17.

14. Krishna H., Sun J.-D. On Theory and Fast Algorithms for Error Correction in Residue Number System Product Codes// IEEE Transactions on Computers, vol. 42, no. 7, July 1993.-P. 840-853.

15. Orton G.A., Peppard L.E., Tavares S. E. New Fault Tolerant Techniques for Residue Number Systems// IEEE Transactions on Computers, vol. 41, no. 11, November 1992. -P.1453-1464.

16. Sun J.-D., Krishna H. A Coding Theory Approach to Error Control in Redundant Residue Number Systems - Part I: Multiple Error Detection and Correction// IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Analog and Digital Signal Processing, vol. 39, no. 1, January 1992.-P. 18-34.

17. Yang L.-L., Hanzo L. Coding Theory and Performance Of Redundant Residue Number System Codes// submitted to IEEE Transactions on Information Theory, 1999. 40 p.

18. Yang L.-L., Hanzo L. Redundant Residue Number System Based Error Correction Codes// IEEE Vehicular Technology Conference, 2001. IEEE VTC 54th, vol. 3, 7-11 October 2001.-P. 1472-1476.

19. Cosentino R.J. Fault Tolerance in a Systolic Residue Arithmetic Processor Array// IEEE Transactions on Computers, vol. 37, no. 7, July 1988. P. 886-890.

20. Radhakrishnan D., Preethy A.P. A novel 36-bit single fault tolerant multiplier using 5-bit moduli// IEEE TENCON 98, vol. 1, pp. 128-130, New Delhi, India, Dec. 1998.

21. Исследование методов пректирования и разработка прграмных средств синтеза быстродействующих арифметических устройств// Отчет о НИР по программе ОИТВС РАН " Оптимизация вычислительных архитектур под конкретные классы задач, информационная безопасность сетевых технологий" (шифр "Вега-О-Ст-2006"). #ГР 01.200606060, инв.#0220.0701842. М.: ИППМ РАН, 2006.

22. Калашников В.С. Основные принципы построения отказоустойчивых систем с применением аппарата модулярной арифметики. Микроэлектроника и информатика-2006. 13-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов, М.:МИЭТ, 2006. - С. 237.

23. Корнилов А.И., Семенов М.Ю., Ласточкин О.В., Калашников В.С. Методология проектирования специализированных вычислителей на основе автоматизированной генерации технологически независимых IP-блоков.// Проблемы разработки перспективных микроэлектронных схем -2005. Сборник научных трудов/ под общ. ред. А. Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2005. - 537с., С.487-492.

24. Корнилов А.И., Семенов М.Ю., Ласточкин О.В., Калашников В.С. Реализация специализированных быстродействующих вычислителей на основе нетрадиционных алгоритмов с применением IP-генераторов. 5 Международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика". - 2005.

25. Стемпковский А.Л., Корнилов А.И., Семенов М.Ю., Ласточкин О.В., Калашников В.С. Построение систем повышенной надежности на основе аппарата модулярной арифметики с применением современных методов и средств проектирования// Проблемы разработки перспективных микроэлектронных схем -2006. Сборник научных трудов/ под общ. ред. А. Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2006. - 452с., С.253-258.


Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация