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容错系统中的自校验技术及实现方法介绍

容错系统中的自校验技术及实现方法介绍

点击数:7753 次   录入时间:03-04 11:44:39   整理:http://www.55dianzi.com   嵌入式系统-技术

    ,(i=1,2),输出矢量为

    且满足:

t4.gif (8902 字节)
s3.gif (1795 字节)

    若

    且校验器无故障。

    利用双轨码校验器的上述特点,设计一对偶组合逻辑网络,使其输出向量

    和

    恰好反相,将

    和

    加到双轨码校验器输入端,根据

    就可以判定系统是否发生故障。

    2.2可分码校验器

    可分码校验器的结构如图4所示。校验器的输入矢量为

    ),矢量

    和

    分别对应可分码的信息分量和校验分量。其中,信息分量宽度为

s4.gif (2175 字节)

    是校验分量的宽度,且1+K=n,n=‖Y‖。校验位生成电路根据信息位

    重新生成校验位W,由双轨码校验器比较W与

    的一致性,在无故障的情况下,校验器的输出

    指示输入矢量的有效性。下面的定理给出了图4完全自校验可分码校验器的构造条件。

    定理:图4所示的可分码校验器是完全自校验的,若校验位生成器是一个无冗余的组合逻辑网络,且比较器是完全自校验的。

    2.3互补逻辑网络

    利用互补逻辑也可以构成自校验电路,如果某一逻辑网络其输入输出关系为

s6.gif (1366 字节)

    ,则可构造一互补逻辑网络,使其输入输出关系为

s7.gif (1502 字节)

    其中f和f是互补的,在无故障的情况下,其输出是互补的;若发生输出相同,则两个逻辑电路中必定有存在故障的情况。互补逻辑网络实现原理比较直观,但对较复杂的系统,有许多故障它是检测不出来的。

    2.4交织逻辑网络

    交织逻辑网络是基于自对偶函数的自校验逻辑网络。一个二进制变量是交替的,记作

    若x在两个连续的时间间隔内所取的值互补。

    对任意一个开关函数

s8.gif (1807 字节)

    ,若假设

s9.gif (1107 字节)

    是交替二进制变量,且它们是同步交替的,则g的输入矢量可表示为

s10.gif (1816 字节)

    ,其输出可表示为

s11.gif (1402 字节)

    ,要使输出变量也是交替的,必须满足

s12.gif (1378 字节)

    ,显然,g必须是自对偶函数。利用交织逻辑网络的这个特点,可以检测出系统的一部分故障。

    3自校验网络实现方法

    对于一些比较简单的应用场合,利用数字逻辑方法进行设计,使用SSI及MSI集成电路即可方便地构成自校验网络。但实际容错系统非常复杂,涉及大量逻辑设计,若仍采用传统的数字逻辑设计方法,不仅工作量大、容易出差错,而且修改和功能仿真都不方便。使用电子设计硬件描述语言VHDL(或VerilogHDL对电路功能进行描述,用FPGA或CPLD器件实现自校验网络是比较现实的,对于大批量生产,可将VHDL描述的电路送半导体器件厂进行批量生产,VHDL硬件描述语言实现自校验网络的步骤如下:

    ①建立自校验网络的功能模型。对系统的输入/输出、状态转换、信号传递等进行详细的说明。

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