Контроль оперативной памяти

Коды  коррекции одиночных и обнаружения 2-х ошибок, еще называются  ECC- Error Checking and Correcting. ECC- используется для памяти и при передаче данных.

50% ошибок в  электронной части ЭВМ приходится на память. Современные ЭВМ очень чувствительные к внешним помехам , это вызвано очень малыми размерами транзисторов и тем, что динамическая память построена на конденсаторах.

Помехи:

1. Всплески по питанию
2. Электромагнитные излучения
3. Радиационное излучение 
Поэтому для памяти, шины данных и накопителей на жестких  магнитных  дисках используются    ECC  коды. Это аппаратно - программная реализация . Это быстрое средство, не замедляющее обмен данными.

          Структурная схема памяти с ECC  кодами.

• ФС — формирователь контрольных разрядов.
• ФS —формирователь синдрома.
• DCS — дешифратор синдрома.
• Количество информационных разрядов-n
• Количество    контрольных разрядов-k
• БКК- блок контроля и коррекции (на выходах формируется  n+k   разрядное
• откорректированное    слово и сигналы об ошибках  (1-ая или 2-ая  ошибка).

Из « теории информации»  известно , что вектор синдрома ошибки = произведению Н-матрицы на транспонированное считанное слово из памяти

Реализация   этой     теории :
Построение Н-матрицы

Правила формирования столбцов матрицы :

• 1. Нет нулевого столбца;
• 2. Все столбцы попарно различны;
• 3. В столбце нечётное число единиц.

Пожелания:

• 1. Минимум единиц в столбце (и одинаковое их количество);
• 2. Одинаковое число единиц во всех строках.

          Определение min контрольных разрядов:
-Для столбцов  контрольной части Н-матрицы используем коды с одной единицей.
-Информационные столбцы должны использовать от 3-х и более 1.
-Количество контрольных разрядов (строк  Н-матрицы ) определяется как количество комбинаций  с нечетным числом 1 (начиная с 3-х), которые позволяют выполнить правило формирования матрицы.
-Min количество контрольных разрядов к=6 для 12-разрядного  информационного слова .

Заполнение Н-матрицы

Последовательно кодируются столбцы  с соблюдением  правил и пожеланий на формирование .
Пример :

Реализация формирователя контрольных разрядов (ФС)

Значения контрольных бит определяется.

Для С   с номером строки l:

 = сумме по модулю 2 значений, информационных бит  имеющих 1-ы в этой строке . И это делается для всех строк.

Реализация формирователя контрольных разрядов

ФС - это линейка  сумматоров  по модулю 2 , реализующих выражение 1 , количество сумматоров = количеству контрольных разрядов.

 Реализация формирователя синдрома (ФS)

                       
=  сумме по модулю 2 информационных  и контрольных разрядов имеющих 1-ы в первой строке . И это делается для всех  строк .

 ФS  -это линейка  сумматоров  по модулю 2 , реализующих выражение 2.

-Если  вектор синдрома ошибки  равен нулю, то ошибки нет.
-Если  вектор синдрома ошибки   содержит код с нечетным числом 1, то одиночная ошибка. Необходимо установить соответствующий синдрому столбец матрицы.  Это будет код ошибочного  бита.
-Если  вектор синдрома ошибки  четный, то это 2-ая ошибка –неисправимая.

Реализация   DCS

Это  линейка   дешифраторов  на одно состояние (столбец матрицы) в количестве n+k. Каждый дешифратор   k –входовой.

 

 

 

 

 

 

Блок контроля и коррекции (БКК)

Выполняет побитное сложение  по модулю 2 слова из памяти со словом с выхода  дешифратора  синдрома .Дешифратор синдрома своей одной “1” проинвертирует ошибку (ошибочный бит в слове)

 

Формирование сигналов вида ошибок(1-ая или 2-ая)

Признаком ошибки является не 0-ой синдром.



Реализуется на  К555ВЖ1-65нс.