Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время разрабатываются специализированные микропроцессоры, ориентированные на цифровую обработку сиг-чалов. Быстродействие таких процессоров при реализации алгоритмов обработки на порядок выда, чем быстродействие универсальных макропроцессоров. Наблюдается постоянньй рост производства ( в среднем 30% в род) цифровых процессоров сигналов (ЦПС) и расширение областей их трименения. Во многих применениях отказ таких процессоров может привести к катастрофическим последствиям и невосполнимом затратам.
Построение отказоустойчивых устройств обработки информации явля-этся сложной научно-технической задачей. Это подтверждает анализ литературных источников, наличие специальных программ по разработке надежных систем и устройств за рубежом. Пути ее решения лежат в оптимизации структуры безызбыточных процессоров, применении традиционных.и разработке новых методов обеспечения стказсустойчивоспі, основанных на особенностях вычисления и реализаций алгоритмов обработки сигна-пов.
Таким образом, диссертационная работа, целью которой является синтез структур отказоустойчивых процессоров сигналов, является актуальной для науки и народного хозяйства Республики Беларусь.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнялась в рамках следующих научных программ и заданий:
-
Республиканская комплексная программа 27.01р.
-
Республиканская межвузовская программе по фундаментальным исследованиям "Стимуляция", задание 02 "Исследование неравномерных итерационных алгоритмов''.
3. Государственная научно-техническая программа "Диагностика,
медицинская техника и оборудование".
Целью диссертационной работы является разработка методов построения отказоустойчивых структур процессоров цифровой обработки сигна-гюв.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следупиие задачи.
1.Синтезировать структуры отказоустойчивых многопроцессорны> устройств обработки сигналов на основе резервирования и времени» избыточности.
2.Разработать метод контроля ошибок AN-кодами в арифметически* устройствах (АУ) процессоров сигналов.
3.Синтезировать структуры процессоров сигналов с малыми вычислительными затратами.
Научная новизна работы состоит в том, что автором предложены и развиты методы синтеза структур отказоустойчивых ЦПС с поточной, итеративной и матричной архитектурами на основе использования резервирования и временной избыточности. Разработан метод и устройство быстрого декодирования AN-кодов для контроля арифметических ошибок в процессорах БПУ. Разработан метод синтеза быстродействующих процессоров сигналов на основе преобразования операции сложения N чисел в операцию сложения log2N чисел; предлакен метод факторизации бинарных матриц по кодовому расстоянию, позволяющей сократить вычислительную сложность .
Практическая значимость полученных результатов. Результаты проведенных исследований, в частности, метод синтеза отказоустойчивых процессоров БПФ и БПУ, БИС ЗУ с резервными и диагностическими схемами использованы при выполнении совместных работ МРТИ с ПО "Интеграл" в рамках х/д 94-85. Программа факторизации бинарных матриц по кодовому расстоянию использована при разработке компьютерной программ фильтрации изображений для систем технического зрения в рамках програмш ^Стимуляция".
Основные положения диссертации , выносимые на зацфіту.
1. Методы, основанные на резервировании и временной избыточности, для синтеза отказоустойчивых структур процессоров ВПУ и БПФ с поточной, итеративной и матричной архитектурами.
2. Метод контроля многократных арифметических ошибок AN-кодами в арифметических устройствах процессоров сигналов.
3.Структура процессоров сигналов на основе преобразования суми чисел и факторизации бинарных матриц.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на Всесоюзной НТК "Состояние и перспективы развития микроэлектроннсй техники", Минск-1985, XXXVIII Всесоюзной научно-технической сессии, посвящэннсй дню Радио, Москва-1983, научно-технической конференции "Задачи исследования и обеспечения надежности ЭЕМ", Минск-1985, научно-технической конференции "Пути совершенствования технологических :троцессов, материалов и оборудования в производстве современных изде-чий радиоэлектроники", Минск-1985, научно-технической конференции '"Оздоровление лиц, подвергшихся радиационному воздействию", Минск-[\»*шь-1992, республиканском совещании "Новые методы технического диагностирования и прогнозирования остаточного ресурса конструкций и эборудования работапцего под давлением",Новополоцк-1997, 2-ой международной научно-технической конференции "Современные средства связи", Нарочь-1997.
Опубликованность результатов. По материалам диссертации опубликовано 24 печатные работы, в том числе 4 авторских свидетельства на «обретения, 7 тезисов докладов научно-технических конференций, 4 статьи, 9 научно-технических отчетов.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, :писка использованных источников и приложений, содержит 108 страниц хятовного мавинописного текста, 49 рисунков, 16 таблиц, 15 страниц іриложвний. Библиографический список состоит из 119 наименований литературных источников. Обший об-ьем работы составляет 181 мапинописных гтраниц.
