Построение памяти повышенной надежности (стр. 3 )

е) поле “Тип отказа” может принимать следующие значения:

1) «0» – отказ типа “земля” (указанный бит при любых входных переменных равен нулю);

2) «1» – отказ типа “обрыв” (указанный бит при любых входных переменных равен единице);

3) «2» – отказ типа “инверсия” (указанный бит при любых входных переменных инвертируется);

ж) поле “d” является недоступным для редактирования и используется для выборки строк из окна ошибок (прототип бита достоверности использования строк кэш-памяти). Если информация из данной строки использована, то в это поле заносится “1”. Любую ошибку (строку из окна ошибок) можно использовать только один раз. Для сброса данного поля используется клавиша <F9> (инициализация установки).

При имитации ошибок типа "Земля" и "Обрыв" необходимо учитывать, что в качестве входных данных, записываемых в память, необходимо использовать только противоположную информацию (для типа ошибки "Земля" - код все единицы, для типа ошибки "Обрыв" - код все нули, иначе тип отказа будет совпадать с входными данными и система контроля такую ошибку не обнаружит. При имитации отказа в поле СТ-С0 вероятность такой ситуации всегда существует, так как единичные значения битов кода Хэмминга без проверочной матрицы предсказать невозможно и возрастает вероятность того, что система контроля эту ошибку не обнаружит (ошибка не проявится).

Во входном окне отображается формат полей входной микрокоманды: адрес ОЗУ в шестнадцатеричной системе счисления, входные данные для записи в двоичной системе счисления, двухразрядный контрольный код по нечетности для старшего и младшего байтов входного слова и тип выполняемой операции: ~WR=0 – запись, ~RD=0 – чтение.

В выходном окне отображаются состояния внутренних узлов и блоков системы контроля ОЗУ:

¨ регистов RgDI, RgDO, RgОш;

¨ генератора кода Хэмминга GKH (слева белым цветом высвечивается правильный код Хэмминга, а внутри GKH синим цветом текущее сформированное значение по входным данным);

¨ адрес ОЗУ и последние записанные или считанные данные, тип выполненной операции;

¨ состояния схем формирования синдрома ошибки, классификации ошибки, вектора ошибки и результатов коррекции.

Данные о текущей имитированной ошибке дополнительно отображаются в окне “Тип ошибки”. Состояние узлов не участвующих в операции не выделяется цветом.

При выполнении исследований для первых двух схем из меню окна настроек и алгоритмической коррекции ошибок рекомендуется использовать следующий алгоритм во входном окне:

¨ выполнить микрокоманду записи числа в ячейку ОЗУ;

¨ затем микрокоманду чтения из этой же ячейки (в исходном состоянии в ячейках ОЗУ записан их непосредственный адрес).

На одной из операций выполняется имитация ошибки, что отражено в контекстно-зависимых сообщениях, выводимых на экран. При чтении необходимо проанализировать работу системы контроля путем сравнения имитированной ошибки с вектором ошибки и сделать выводы о правильности определения кратности и местоположения ошибки, так как в ряде случаев схема контроля неверно определяет местоположение ошибки и, следовательно, неправильно выполняет ее исправление или вообще не обнаруживает эти ошибки. Такие ситуации должны быть выявлены, определены причины возникшей ситуации и сделаны соответствующие выводы.

Последующие запись и чтение данных выполняется в соседние ячейки, причем записываемые данные для каждого примера (ситуации) обязательно должны отличаться от предыдущих, что в дальнейшем упростит оформление отчета.

Результаты выполнения исследований фиксируются в окне результатов, содержимое которого может быть сохранено в файл для формирования отчета.

При использовании типа отказа “2” необходимо следить за тем, чтобы при повторной имитации ошибки первая не была проинвертирована (в результате старая ошибка подавляется новой, т. е. выполняется двойная инверсия бита).

В окно ошибок вводятся только те строки, в которых имитируется ошибка. Если при выполнении операции записи или чтения ошибка не имитируется, то в окно ошибок она не помещается.

Выполнение лабораторной работы № 2

При исследовании схемы последовательной коррекции ошибок необходимо учитывать ряд особенностей. Во входном окне количество микрокоманд обращения к одной ячейке должно строго соответствовать количеству микрокоманд, заданных в варианте задания.

Например, задание:

Адрес	Тип операции	Кратность ошибки	Местоположение
X0 X0 X0 X0	WR RD WR RD	1 - 2 -	Ri - Rij -
X1 X1 X1	WR RD RD	- 1 2	- Ri Ri & CTj
X2 X2 X2	WR RD RD	1 - 2	Ri - Rij
X3 X3	WR RD	1 2	Ri Rij

Тогда для ячейки с адресом Х0 во входном окне необходимо ввести четыре микрокоманды (WR, RD, WR, RD), для ячейки Х1 три микрокоманды (WR, RD, RD), для ячейки Х2 три микрокоманды (WR, RD, RD) и для ячейки Х3 две микрокоманды (WR и RD) (рис. 12).

В первом примере (Х0=20) по микрокоманде (МК) 00 выполняется имитация одиночной ошибки в ОЗУ при записи, чтение без ошибок не задается. По МК01 имитируется двойная ошибка, причем первая сохраняет свое местоположение, а так как выполняется новая запись, то старую ошибку необходимо повторить.

Во втором примере (Х1) ошибки имитируются при чтении, поэтому по МК02 из 21 ячейки считывается операнд с имитацией ошибки в накопителе ОЗУ, т. е. на выходах схемы, а при втором чтении по МК03 первую ошибку необходимо повторить, а вторая имитируется в битах СТ-С0.

Особый интерес представляют третий и четвертый примеры.

0001 Зп 1-я ошибка

10001 Зп 2-я ошибка

00001 Чт 1-я ошибка

00001 Чт 2-я ошибка

00001 Зп 1-я ошибка

00000 Чт без ошибок

10000 Чт 2-я ошибка

00001 Зп 1-я ошибка

10000 Чт 2-я ошибка

Рис. 12. Содержимое окна ошибок для имитации ошибки

В третьем примере (Х2) первое чтение выполняется без ошибок для размещения синдрома одиночной ошибки в АЗУ, а при втором чтении добавляется вторая ошибка. В окне ошибок после имитации одиночной ошибки при записи следует пустая микрооперация чтения, а затем имитация ошибки при втором чтении. Первая пустая микрооперация чтения в данном примере является обязательной, так как иначе при первом чтении из окна ошибок сразу будет выбрана микрооперация чтения с ошибкой и синдром одиночной ошибки не будет помещен в АЗУ, а будет выработан сигнал двойной ошибки и сигнал прерывания INT неисправимой ошибки. Кроме того, так как ошибка в примере типа <инверсия>, то при втором чтении в окне ошибок задается только вторая ошибка, которая накладывается на первую, заданную при записи, т. е. сохраняется в накопителе.

Иначе, если задать код 00000, то ошибка в бите 3 проинвертирует ошибку, считанную из памяти.

В четвертом примере (Х3) первая ошибка имитируется при записи, а при первом же чтении возникает вторая ошибка. В данном случае чтение выполняется с одиночной ошибкой, которая накладывается на ошибку при записи в схемах считывания, иначе указание в окне ошибок обеих ошибок приведет к инверсии первой ошибки и схема контроля классифицирует ее как одиночную.

Примечание. Для типов ошибок "земля" и "обрыв" для рассмотренных примеров в окне ошибок можно задавать все заданные для данной операции ошибки, так как ошибка накладывается на ранее имитируемую, не изменяя ее значение.

Таким образом, для имитации ошибок типа <инверсия> необходимо соблюдать следующие правила:

¨ если ошибки имитируются при записи, то все ошибки полностью задаются в формате строки окна ошибок, так как при любой записи вся информация в ячейке ОЗУ обновляется;

¨ если предварительно ошибка имитирована при записи и вновь проявляется при чтении в этом же бите, то в формате окна ошибок она не задается (при чтении ошибка имитируется командой сложения по модулю два, пример Х3);

¨ если ошибка проявляется в соседних микрокомандах чтения, то она задается в обеих микрокомандах, так как ошибка при операции чтения не фиксируется в матрице накопителя, а возникает в выходных комбинационных схемах считывания ОЗУ.

При исследовании схемы с алгоритмической коррекцией двойных ошибок предварительно в <Окне настроек> необходимо задать начальный адрес подмикропрограммы коррекции ошибки в соответствии с вариантом задания. Во входном окне для каждой ячейки задать операции записи и чтения содержимого ОЗУ и ввести подмикропрограмму алгоритмической коррекции ошибок, а в окне ошибок ввести тип и местоположение двойных ошибок. Местоположение ошибки задается в бите информационного слова данных, а тип ошибки буквой М - "мягкая ошибка", Ж - "жесткая ошибка" на русской клавиатуре.

При обнаружении двойной ошибки вырабатывается сигнал прерывания и выполняется автоматический переход на подмикропрограмму алгоритмической коррекции ошибки.

Приняты следующие обозначения:

№п/п	Адрес	Данные	~WR	~RD	Комментарии
00	00	01111	0	1	Запись в ОЗУ данных
01	00	хххххххх хххххххх	1	0	Чтение из ОЗУ данных
F0	00	хххххххх хххххххх	0	0	Запись в ОЗУ данных с выходов DO с инверсией
F1	00	хххххххх хххххххх	1	1	Режим хранения
F2	00	хххххххх хххххххх	1	0	Чтение данных из ОЗУ
F3	FF	11111	1	1	Код микрокоманды возврата из прерывания

Для схемы на рис. 13 запрещенная комбинация сигналов ~WR=~RD=0 используется в качестве микрокоманды записи в ОЗУ с инверсией считанного операнда. Адрес перехода FF и все единицы в полях "Данные и "~WR ~RD" в качестве микрокоманды возврата из подмикропрограммы.

Задание на выполнение исследований. Проанализировать работу схемы с алгоритмической коррекцией для следующих типов ошибок:

Одна "мягкая", "одна жесткая"	Две "жесткие"
Две "мягкие"	Одна "мягкая", "три жесткие"
Одна "мягкая"	Одна "жесткая"

Пятое задание. Выбрать в меню настроек схему логической перестановки адресов. Предварительная подготовка к исследованиям выполняется аналогично предыдущим заданиям путем ввода исходных данных в окно ошибок и тестовую микропрограмму во входном окне.

При исследовании метода логической перестановки адресов при классификации двойной ошибки необходимо в меню <Вид> открыть окно <Регистры управления>, ввести код для загрузки, номер регистра управления и повторить выполнение операции чтения из этой же ячейки или каждое чтение выполнять по клавише управления <F7> без перехода на следующую микрокоманду до тех пор, пока все двойные ошибки не будут разнесены..

После выполнения реконфигурации адресов БИС памяти автоматически выполняется тест проверки всех ячеек ОЗУ на корректность выполнения алгоритма разнесения ошибок, и если двойных ошибок не обнаружено, то считается, что реконфигурация выполнена правильно. Иначе алгоритм реконфигурации необходимо повторить.

При разнесении ошибок может возникнуть ситуация, когда количество неразнесенных ошибок даже увеличится. Если система не предложила выполнить новое разнесение ошибок, то необходимо прочитать данные из ячейки с ошибкой двойной кратности, адрес которой указан в выходном окне, и система должна предложить выполнить новое разнесение. Рекомендуется не накапливать неразнесенные ошибки, а исправлять их при первом же появлении.