Контроль алу на основе метода самопроверяемого дублирования
Как было показано ранее, контроль на основе метода дублирования является универсальным и обнаруживает 100% ошибок в контролируемой аппаратуре. Так как АЛУ выполняет большое число разнотипных преобразований (арифметические и логические операции), то применение метода дублирования в конечном итоге может привести к сокращению аппаратурных затрат на реализацию схем контроля при современном уровне развития интегральной схемотехники (АЛУ и ОУ выпускаются серийно в одном корпусе интегральной микросхемы). Применение самопроверяемой схемы контроля дополнительно позволяет обнаруживать сбои и отказы не только в основной аппаратуре, но и в схемах контроля. На рисунке представлена схема контроля АЛУ на основе метода самопроверяемого дублирования. Входные данные параллельно поступают на входы основного и дублирующего АЛУ и выполняется одна и та же микрокоманда. Выходные данные поразрядно сравниваются на элементах "Исключающее ИЛИ". При этом два соседних выхода образуют самопроверяемую функцию f1f2 путем инверсии данных на каждом нечетном элементе "=1". Выходные сигналы четырех самопроверяемых функций f11-f42 с помощью трех схем сжатия формируют результирующий сигнал ошибки в виде самопроверяемой функции f71f72.
Распределение средств контроля.При реализации системы аппаратного контроля возникает вопрос о распределении средств контроля. Идеальным было бы контролировать все узлы ЭВМ. Однако такой контроль требует весьма сложных средств контроля, соизмеримых по сложности с контролируемой аппаратурой. Поэтому в данном случае предпочтителен простой и эффективный метод контроля дублированием.
В вопросах проектирования аппаратного контроля наблюдаются две основные тенденции.
В универсальных ЭВМ применяется не полный, но сравнительно экономный аппаратный контроль важнейших узлов ЭВМ.
В управляющих ЭВМ (и персональных компьютерах) применяются немногие средства встроенного аппаратного контроля (контроль принадлежности адресов и кодов операции к допустимым кодам).
Как правило контроль производится:
в отдельных выбранных точках передачи информации и внутренних ЗУ контроль по нечетности;
в ОУ, АЛУ и схемах управления методом самопроверяемого дублирования;
в ОП контроль по нечетности и для исправления одиночных ошибок различные корректирующие коды;
ошибок в DCсамопроверяемые схемы контроля числа активных выходов;
в счетчиках путем контроля на нечетность с использованием схем предсказания нечетности;
ошибок в самих схемах контроля благодаря их самотестируемости;
периферийные устройства методом контрольных сумм и т.д.
При выборе количества точек контроля учитывается, что увеличение количества точек контроля увеличивает полноту контроля и уменьшает время обнаружения отказа, но влечет за собой увеличение количества аппаратуры. Размещение точек контроля производится так, чтобы в первую очередь контролировались те регистры, которые используются наиболее часто. Кроме регистров аппаратному контролю могут подвергаться сумматоры, счетчики, дешифраторы и другие функциональные узлы. Обоснованное техническое решение находится расчетом вариантов.
