Сигнатурный анализатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 240281 (21) 3251789/18-24 с присоединением заявки HP— (23) ПриоритетОпубликовано 3009.82. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания ЗООЯ82

Р М К з

G 06 F 11/26

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

РЗ) УДК 681. 3 (088.8) (72) . Автор изобретения

В.И. Рабинович

Новосибирский электротехнический институт. (71) Заявитель

БИБМЬО7 !С: (54) СИГНАТУРНЫЯ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может быть использовано при наладке, контроле и диагностике сложных цифровых устройств.

Известен сигнатурный анализатор, с помощью которого получают ключевой код (сигнатуру), характеризующий анализируемую двоичную последовательность, и сравнивают его с ключевым кодом последовательности без ошибок;

Ключевой код при этом получают как остаток от деления анализируемой двоичной последовательности на неприводимый многочлен "генератора псевдослучайной последовательности".

Устройство содержит сдвиговый регистр, число разрядов которого определяется максимальной степенью неприводимого многочлена и схему сложения по модулю два, выход которой соединен с входом регистра сдвига, а первый вход - с входом. устройства, при этом остальные входы схемы сложения по модулю два подключены к выходам соответствующих разрядов регистра сдвига, причем номер разряда, к которому подключается соответствующий вход схемы сложения по модулю два определяется показателем степени соответствующего, члена неприводимого многочлена "генератора псевдослучайной последовательности", а выходом устройства являются выходы всех разрядов сдвиэвого регистра (1).

Однако в данном устройстве суще-. ствует вероятность пропуска ошибок нечетной кратности, а также затруднено определение в виде двоичного числа порядкового номера символа анализируемой последовательности, в котором произошла одиночная ошибка, так как получаемый устройством ключе вой код (сигнатура) не является двоичной записью пор ткового номера символа.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сигнатурный анализатор, содержащий двоичный счетчик, который осуществляет подсчет числа переходов двоичных символов анализируемой последовательности на противоположные, после чего число переходов, записанное s счетчике, сравнивается с числом переходов двоичной последовательности беэ ошибок. Если эти числа на сов адают, то дается заключение о наличии

962962

В качестве примера в таблице показан процесс анализа двоичной после довательности длины N=2 -1.

Из таблицы видно, что при анализе последовательности без ошибок в триггерах 3 получается нулевой результат.

A при анализе последовательности с ошибкой в третьем символе результат, полученный в триггерах 3, отличен от нуля и равне (10011$(mod24) =3to ошибок в анализируемой двоичной последовательности.

Устройство обладает высокой вероятностью пропуска ошибок. Показано, что вероятность пропуска ошибок в этом устройстве может достигать значения 0,5. Это означает, что в некоторых ситуациях половина ошибок в анализируемой двоичной последовательности может быть не обнаружена.

Цель изобретения — увеличение 10 диагностических воэможностей путем обеспечения фиксации всех ошибок нечетной кратности и расширения функциональных возможностей за счет определения порядкового номера иска- 15 женного символа в котором произошла одиночная ошибка.

Поставленная цель достигается тем, что в сигнатурный анализатор, содержащий счетчик, счетный вход которого является синхронизационным входом уотройства, в устройство введена группа элементов И и группа триггеров, причем первые входы всех элемен тов И группы объединены и являются первым информационным входом устройства, выход каждого элемента И группы соединен со счетным входом соответствующего триггера группы, выходы которых образуют группу информационных выходов устройства„ единичный выход каждого разряда счетчика соединен с вторым входом соответствую; щего элемента И группы, нулевой выход старшего разряда счетчика соединен с вторым входом соответствую- 35 щего элемента И группы,.установочный вход устройства соединен с входом R счетчика и входами синхронизации всех триггеров группы, информационные входы устройства соединены . 49 с входами 0 соответствующих .триггеров группы.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Таблица иллюстрирует процесс об- 45 работки анализируемой двоичной последовательности с целью получения ключевого кода.

Устройство содержит и-разрядный двоичный счетчик 1,группу иэ n+1 О элементов И и группу из и+1 триггеров 3, вход 4 синхронизации устройства причем первые входы элементов И 2 обЪединены и являются первым информационным входом.5 устройства, группу. информационных входов 6, вход 7 йачальной установки устройства выходы элементов И 2 соединены с соответствующими счетными входами T-триггеров 3, выходы которых являются выходом 8 устройства, вторые входы кажцо- <0 го иэ и логических элементов И 2 группы подключены к соответствующим прямым выходам счетчика 1, а второй вход п+1-ro элемента И 2 группы соединен с инверсным выходом и-ro раз- 65 ряда двоичного счетчика 1, счетный вход которого является входом 4 синхронизации устройства, вход 7 начальной установки устройства подключен к входу R счетчика 1 и к входам С триггеров 3, входы D которых являются группой информационных входов 6 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигналом логической единицы, формируемым на входе 7 устройства, в триггеры 3 по входам 6 записывается ключевой код двоичной последовательности без ошибок и устанавливается в исходное (нулевое) состояние счетчик 1. 3атем на вход 5 устройства подается анализируемая двоичная последовательность, двоичный счетчик 1 осуществляет счет синхроимпульсов двоичной последовательности, присваивая тем саьым порядковый номер каждому двоичному символу этой последовательности. Каждый символ последовательности, равный единице открывает логические элементы И 2, разрешая прохождение кода, соответствующего порядковому номеру этого символа в накапливающий сумматор по модуля два, выполненный на триггерах 3. Таким образом, после прихода последнего синхроимпульса последовательности на вход 4 устройства в триггерах 3 хранится результат суммы по модулю два ключевого кода последовательности без ошибок и ключевого кода анализируемой последовательности. При этом нулевое состояние всех триггеров 3 означает, что ключевые коды последовательности беэ ошибок и анализируемой последовательности совпадают.

Но нулевое состояние хотя бы одного иэ триггеров 3 указывает на наличие ошибок в анализируемой последовательности. При этом, если число ошибок в первой или второй половине анализируемой последовательности, или в обеих половинах одновременно нечетио, то и-й и и+1-й триггеры 3 соответственно устанавливаются в единичное состояние. A если заране известно, что ошибок не более двух, то по коду, хранящемуся в триггерах 3 по модулю

2 ", можно определить в виде двоичного числа местоположение одиночной ошибки.

962962

Рассматриваемое .устройство пред- . ставляет собой линейную систему, для которой справедлив принцип суперпозиции. Из этого принципа следует, что реакция устройства на сумму

:нескольких входных сигналов равна сум ме его реакций на каждый сигнал в отдельности. При этом анализируемую двоичную последовательность можно рассматривать как суыиу по модулю два последовательности без ошибок Х и последовательности ошибок У, сос° тоящую иэ нулей для безошибочных символов и единиц — для ошибочных, т.е. 2=Х+У. Тогда полученный в триггерах 3 устройства код R равен сумме l5 по модулю два ключевых кодов анализируемой последовательности Rz u последовательности беэ ошибок R, т.е. RgRz+Rg. В свою очередь ключевой код В можно представить как 20 суьв?у по модулю два ключевого кода последовательности без ошибок Rg u ключевых кодов последовательностей одиночных ошибок R+, т.е. R -й„+ R

R>< +... + R>< ...+йу„, где ?с — крат- 5 ность ошибок в анализируемой после-довательности Z. Ключевой код R>, полученный в триггерах 3 устройства, -можно представить следующим образом: илй а„а„ЕОк„Е.. Е„;Е...Оа,Ф. у э ® 4Ю "0<з,.Q+.".О+ у„

При этом R может быть равно нулю в двух случаях:

1. Если и - =О, т.е. когда ошибки в последовательности отсутствуют и она совпадает с последовательностью Х.

2. Если,.,, R> О, т.е. когда ошибки в последовательности существуют; но . не обнаруживаются. 40

Допустим, что в последовательности

2 содержится только один ошибочный символ. Тогда ключевой код..Ry, полу ченный в триггерах 3, имеет вид

R=R> . При этом R> ф О, так как в„ противном случае не выполняется поставленное условие о том, что

,ошибка только одна. Более того, ра нее было даказано, что ??,?, взятый по модулю 2, соответствует порядковому номеру ошибочного символа в последовательности 2 в двоичной системе счисления.

Для последовательности 2 с двумя ошибками Ry=R „ R

Но так йак ошибки существуют, и их ров о две то ? 4 R„, R„60, ?? 0 О.

Следовательно, R фО, т.е. ошйбки кратности k=2 обнаруживаются. Од% нако определить местоположение каждой из них в общем случае не пред ставляется возможным.

Ошибки нечетной кратности ЪЗ, содержащиеся в последовательности Z, также не дают нулевого результата в триггерах 3 устройства, т.е. R„ =

?Е +1 .x R ФО, так как при этом не выЧ4 полняются условия четности числа еди ниц в исследуемой последовательности по сравнению с последовательностью без ошибок Х.

Ошибки четной кратности ? 4 не обнаруживаются, если

zе

R = R .= 0

4=4

Однако вероятность появления комбинаций таких ошибок пренебрежимо мала.

Применение предлагаемого устройства позволяет обнаруживать все ошиб. ки нечетной кратности и определить местоположение одиночной ошибки, что существенно сокращает время настройки, отладки и испытаний сложных цифровых устройств и повышает,их качество.

9629б2, !

I

1

I

1

1 о о

1 г4 е4 ! о о ! о о ! о о

1

I

t

1

1

1

I

%-4

I %-4 о

О

1 . г4

1

1

I о о о о

О О О о о

%Ч %.1

О О О о о о о о о о о а н о о о о о о. о о л

rl о о о

%1 %-4

%% %-4

О О о о.о о

1

1 !

I

1

I ! о о

1 о о ! о о о о

I

I

1 !

1

I

I

I !

I

I

I %-!

° .1 о о

%-4

I

Д с

5о

t e ! Ч

00 !%.

Ц 1 CV

em XI« фас 1

И и н <ч

1 Ф%

1 Х ре н ,° %%

1 Е х t K о и

v н о о о о о о о о ! Ч о о ,о ь о о о

< о о

1 о о о о о о о о

° -4 % 4 %%

%-! %-4 е4 о о о о о о о о о о о

;% %.%

О .е4 о о о

4 н о о ф %Ч

О3 Э он

Х Х

° 1 О %-4 %.4 е1 О О г4 г4 О О О ". %.% О г4 о

Ц I о

И м

l6 I ж

Ц о

I

I

1

I

1 %.4 О О %4 %-4 О О г! %4 О О Ь %-! О е4

I !

1

I ф

1 ttl

I О

o -"

I 1

I I

1 1

1 1

1 l

1 I

I 1

1 I

I o ! A

%. (Ч 1 ! !!

I "СЧ

1 %э% 1 (Ч

1 1 ! I о ч о о о

О %.4 %.Ч %-4 %-! 4 %" 1 tE \ 4 %%

% 4 о о ь о о

Ю о

1 !

1 I о н 1 о о

v е. э х 1%"% ох х м 1

Ц" о

Х 1 о

Ж 1

СЧ H Ч Ul

%-! %-4 %.4 %-% %-%

Ф х хоа о по

Ж tt о, х

Ц н

o о

1 х

1 о, фЦ !

„! 1! о, !

1

I .1

1 !

1

1

I о

0

1Р е4

Ц ое

t

1

I

I

t

1

1

1

М l0

Ф tt но

35 ai вон оve о н

И Х. н Е

lt. V e ц х%%

I

I

1

I ф

1 СЧ

1 %%3

1 еа

<ч

I I%%

1 СЧ

I ! ЧсЧ

1

I

I

1

1

l

1

1

1

О % Ч О О О %-4 О %.Ч О о о о о

О О %-1 . 1 4 а"1 . О О О

О О О О О О %-4 м.4 %.4 ь (Ч % 1 «Э В %О r СО В Ч

962962

Составитель И. Сигалов

Редактор .Т. Лопатина Техред M.Тепер . корректор Е. Рошко

Заказ 7515/70 Тираж 731 Подписное вНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Сигнатурный анализатор, содержащий счетчик, счетный вход которого является синхронизационным входом устройства, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения диагностических возможностей эа счет обеспечения фиксации всех ошибок нечетной кратности и расширения функциональных возможностей за счет определения порядкового номера искаженного симво- 0 ла, в котором произошла одиночная ошибка, в устройство введена группа элементов И и группа триггеров, причем первые входы всех элементов И группы объединены и являются первым инфор- 15 мационным входом устройства,выкод каж-. дого элемента И группы соединен со счетным входом соответствующего триггера группы, выходы которых образуют группу информационных выходов устройства, единичный выход каждого разряда летчика соединен с вторым. входом соответствующего элемента И группы, нулевой выход старшего разряда счетчика соединен с вторым входом соответствующего элемента И группы, установочный вход устройства соединен с входом и счетчика и входами синхронизации всех триггеров группы, информационные входы устройства соединены с входами D соответствующих триггеров группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зарубежная радиоэлектроника, .

Р 1, 1979, с. 53.

2. Там же, с. 56-57,(прототип).