Синтез самопроверяемых цифровых устройств на основе логической коррекции сигналов с применением взвешенных кодов Боуза – Лина
Authors: Ефанов Д.В. , Елина Е.И. 
Published: October 2024

Предложен метод синтеза самопроверяемых цифровых устройств, основанный на использовании логической коррекции сигналов и взвешенных кодов Боуза – Лина. В отличие от предыдущих исследований, разработанный метод подразумевает логическую коррекцию сигналов в схеме встроенного контроля для тех функций, описывающих выходы исходных устройств, которые участвуют в формировании информационных символов взвешенных кодов Боуза – Лина. Так как одному и тому же контрольному вектору у таких кодов, как и у абсолютного большинства равномерных разделимых кодов, соответствует большое количество информационных векторов, это дает возможность выбора способа доопределения функций логической коррекции сигналов. Описан один из алгоритмов, позволяющий доопределить значения этих функций на каждом входном наборе с учетом обеспечения полной проверки тестера и элементов преобразования в схеме встроенного контроля. Предложенный метод основан на использовании так называемой «базовой» структуры для контроля многовыходных устройств по группам выходов. Он позволяет проектировщику самопроверяемого устройства иметь большую вариативность в выборе способа его построения, а значит, и влиять на такие важные показатели, как cтруктурная избыточность, контролепригодность, энергопотребление и др. Эксперимент с тестовыми комбинационными схемами из набора MCNC Benchmarks показал высокую эффективность метода по показателям структурной избыточности в сравнении с широко применяемым на практике методом дублирования. Предложенный метод синтеза самопроверяемых устройств может оказаться эффективным при решении задач синтеза реальных устройств с обнаружением неисправностей, используемых во всех областях техники, в том числе в системах критического применения в промышленности и на транспорте.

This paper proposes a method for designing self-checking digital devices with Boolean signals correction and weight-based Bose–Lin codes. Unlike previous studies, the method involves Boolean signals correction (BSC) in the concurrent error-detection (CED) circuit for those functions describing the outputs of source devices that participate in the formation of data symbols of weight-based Bose–Lin codes. In such codes, as in the absolute majority of uniform separable codes, large number of data vectors correspond to the same check vector; therefore, it is possible to choose a method for determining BSC functions. We describe an algorithm for determining their values for each input combination, considering the testability of the checker and transformation elements in the CED circuit. The method involves the so-called “base” structure for monitoring multi-output devices by output groups. With this method, the designer of a self-checking device has high variability in choosing the design method and can regulate important indicators (structure redundancy, controllability, energy consumption, and others). Experiments with combinational benchmarks from MCNC Benchmarks were carried out. According to the experimental data, the method has high efficiency in terms of structure redundancy compared to the duplication method widespread in practice. The method can be effective when designing real devices with fault detection used in all areas of technology, including critical application systems in industry and transport.