По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 681.5

Применение функционального диагностирования в системах автоматического и автоматизированного управления на транспорте. Окончание

Ефанов Д.В. Петербургский государственный университет путей сообщения императора Александра I, г. Санкт-Петербург

Центральной проблемой при разработке, проектировании и конструировании систем автоматического и автоматизированного управления как на транспорте, так и в промышленности, является обеспечение приемлемых характеристик надежности и безопасности функционирования. В силу развития научно-технического прогресса и повсеместного внедрения в качестве элементной базы микроэлектронных и микропроцессорных компонентов, имеющих несимметричную характеристику отказов, низкие пороги срабатывания, подверженные электромагнитному воздействию и т.д., активно развиваются и направления, связанные с прогнозированием отказов и их парированием в случае возникновения. Все эти мероприятия связаны с внесением в структуру технического объекта существенной избыточности (как на аппаратном, так и на программном уровне).

Литература:

1. Исследование комбинационных самопроверяемых устройств с независимыми и монотонно независимыми выходами / М. Гессель, А.А. Морозов, В.В. Сапожников, Вл. В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. — 1997. — № 2. — С. 180–193.

2. Бимуканов М.К. Синтез быстродействующих тестеров для кодов с суммированием / М.К. Бимуканов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Проблемы передачи информации. — 1989. — Т. 25, №2. — С. 105–112.

3. Черемисинова Л.Д. Логический синтез комбинационных КМОП схем с учетом рассеивания мощности / Л.Д. Черемисинова // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. — 2014. — №3. — C. 89–98.

4. Логическое дополнение — новый метод контроля комбинационных схем / М. Гессель, А.В. Морозов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. — 2003. — № 1. — С. 167–176.

5. Организация функционального контроля комбинационных схем методом логического дополнения / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, А. В. Дмитриев, А.В. Морозов, М. Гессель // Электронное моделирование. — 2002. — Т. 24, №6. — С. 51–66.

6. Аксёнова Г.П. Построение самопроверяемых схем встроенного контроля для автоматов с памятью / Г.П. Аксенова, Е.С. Согомонян // Автоматика и телемеханика. — 1975. — №7. — С. 132–142.

7. Ефанов Д.В. О свойствах кода с суммированием в схемах функционального контроля / Д.В. Ефанов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. — 2010. — №6. — С. 155–162.

8. Ефанов Д.В. Применение кода с суммированием в системах технической диагностики и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: дисс. … канд. техн. наук: 05.22.08.: защищена 10.11.10: утв. 11.03.11 / Ефанов Дмитрий Викторович [Место защиты: Петерб. гос. ун-т путей сообщ.]. — СПб., 2010. — 192 с. — Библиогр.: с. 148–159.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/289.

9. Сапожников В.В. Блочная структура двоичного счетчика единиц по произвольному модулю счета / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Д.И. Ургансков // Электронное моделирование. — 2005. — Т. 27, №4. — С. 47–56.

10. Сапожников В.В. Универсальные структуры двоичных счетчиков единиц по произвольному модулю счета / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Д.И. Ургансков // Электронное моделирование. — 2002. — Т. 24, №4. — С. 65–81.

11. Блюдов А.А. Теоретические исследования двоичных модульных кодов с суммированием / А.А. Блюдов // Бюллетень результатов научных исследований. — 2011. — №1. — С. 11–18.

12. Ефанов Д.В. К вопросу выбора варианта кодирования при организации систем функционального контроля комбинационных схем с учетом эксперимента / Д.В. Ефанов, В.В. Дмитриев // Региональная информатика (РИ-2014). XIV Санкт-Петербургская международная конференция «Региональная информатика (РИ-2014)». Санкт-Петербург, 29–31 октября 2014 г.: Материалы конференции. СПОИСУ, с. 296–297.

13. Ефанов Д.В. Применение модульных кодов с суммированием для построения систем функционального контроля комбинационных логических схем / Д.В. Ефанов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. — 2015. — №10. — С. 152–169.

14. Блюдов А.А. Модифицированный код с суммированием для организации контроля комбинационных схем / А.А. Блюдов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. — 2012. — №1. — С. 169–177.

15. Блюдов А.А. Исследование модифицированных кодов с суммированием в системах технической диагностики и обработки информации в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики: дисс. … канд. техн. наук: 05.13.06.: защищена 27.11.13: утв. 07.04.14 / Блюдов Антон Алексадрович [Место защиты: Петерб. гос. ун-т путей сообщ.]. — СПб., 2013. — 230 с.: ил. РГБ ОД, 61 14-5/1480.

16. Построение модифицированного кода Бергера с минимальным числом необнаруживаемых ошибок информационных разрядов / А.А. Блюдов, Д.В. Ефанов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Электронное моделирование. — 2012. — Т. 34, №6. — С. 17–29.

17. Berger, J.M. A Note on Burst Detection Sum Codes / J.M. Berger // Information and Control. — 1961. — Vol. 4, Issue 2–3. — Pp. 297–299. — DOI: 10.1016/S00199958(61)80024-7.

18. Das, D. Low Cost Concurrent Error Detection Based on Modulo Weight-Based Codes / D. Das, N.A. Touba, M. Seuring, M. Gossel // Proceedings of IEEE 6th International On-Line Testing Workshop (IOLTW), Spain, Palma de Mallorca, July 3–5, 2000, pp. 171–176.

19. Das, D. Weight-Based Codes and Their Application to Concurrent Error Detection of Multilevel Circuits / D. Das, N.A. Touba // Proceedings of 17th IEEE Test Symposium, USA, California, 1999, pp. 370–376.

20. Мехов В.Б. Контроль комбинационных схем на основе модифицированных кодов с суммированием / В.Б. Мехов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. — 2008. — №8. — С. 153–165.

21. Сапожников В.В. Самодвойственные дискретные устройства / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, М. Гёссель. — СПб.: Энергоатомиздат (Санкт-Петербургское отделение), 2001. — 331 с.

22. Self-Dual Parity Checking — a New Method for on Line Testing / Vl.V. Saposhnikov, A. Dmitriev, M. Goessel, V.V. Saposhnikov // Proceedings of 14th IEEE VLSI Test Symposium, USA, Princeton, 1996, pp. 162–168.

Окончание. Начало в №2/2022

В процессе выполнения своих функций осуществляется переключение большого количества транзисторов, что может приводить к повышенному значению рассеиваемой на транзисторах мощности. Как отмечается в [3], косвенно характеристики энергопотребления связаны с характеристиками структурной избыточности дискретной системы.

Снижение значений характеристик структурной избыточности возможно двумя путями.

Во-первых, некоторой модификацией структуры, приведенной на рис. 3. В ней блоки F(x) и G(x) могут быть реализованы совместно, а структура совместного блока — оптимизирована (рис. 11). К сожалению, это может привести к увеличению количества необнаруживаемых ошибок в контролируемом устройстве. Более того, уже становится бесполезным рассмотрение свойств обнаружения ошибок в информационных векторах (m,k)-кодами в корреляции со свойствами идентификации одиночных неисправностей в контролируемых комбинационных устройствах.

Вторым способом снижения значений характеристик структурной избыточности является вариация (m,k)-кодов с различными длинами контрольных векторов и способами вычисления функций разрядов контрольных векторов. При этом немаловажным элементом в задаче построения системы функционального диагностирования является анализ топологии контролируемого комбинационного устройства. Свойства обнаружения ошибок в информационных векторах (m,k)-кодов в полной мере позволяют сформулировать рекомендации по их применению для организации системы диагностирования конкретного комбинационного устройства.

Из свойств обнаружения ошибок в информационных векторах выбранным (m,k)-кодом могут также следовать такие способы организации системы функционального диагностирования как выделение контролепригодных групп выходов контролируемого устройства и модификация структуры контролируемого устройства в контролепригодную структуру «под выбранный код».

Недостатком традиционной структурной схемы системы функционального диагностирования на основе (m,k)-кода является невозможность изменения ее характеристик. Другими словами, для выбранного (m,k)кода может быть построена только одна структура, обладающая своими значениями показателей структурной избыточности и обнаруживающей способности. На рис. 12 изображена структурная схема модифицированной системы функционального диагностирования на основе логического дополнения, которая предложена в работах [4,5]. В данной структуре значения разрядов вектора рабочих функций за счет использования блока логического дополнения могут быть преобразованы в значения разрядов заранее выбранного как (m,k)-кода, так и неразделимого кода, что увеличивает общее количество способов организации системы функционального диагностирования для конкретного логического устройства F(x).

Для Цитирования:
Ефанов Д.В., Применение функционального диагностирования в системах автоматического и автоматизированного управления на транспорте. Окончание. Железнодорожник. 2022;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: