Вычислительная техника в настоящее время используется чрезвычайно широко: от космических аппаратов и автоматизирован-шх производств до изделий бытовой техники. Большое распространение ЭВМ остро поставило вопрос обеспечения их высокой
надежности.
Так как значительный объем аппаратных средств ЭВМ составляют запоминающие устройства (ЗУ), от надежности ЗУ в значительной степени зависит и надежность ЭВМ в целом. Современным ЭВМ требуются ЗУ очень большой емкости, состоящие из большого числа элементов, причем в основе работы элементов-ЗУ зачастую лежат разные физические принципы. Поэтому для анализа и повышения надежности ЗУ используются различные методы современной теории надежности.
В предлагаемой вниманию читателя книге последовательно1 рассматриваются: причины и виды отказов современных типов ЗУ; методы расчета показателей надежности запоминающих устройств как нерезервированных, так и использующих информационное и структурное резервирование; методы обнаружения отказавших элементов и коррекции ошибок в ЗУ; структурные методы повышения безотказности и контролепригодности запоминающих устройств, а также расчетные и экспериментальные методы определения параметрической надежности ЗУ.
В книге подробно рассмотрен ряд сравнительно недавно введенных в практику проектирования ЗУ методов обеспечения их надежности: использование кодов, исправляющих одноразрядные и обнаруживающих двухразрядные и пакетные ошибки, кодов БЧХ, кодов Рида — Соломона и модификаций кодов Файра; структурные методы повышения надежности ЗУ; метод сигнатурного5 анализа для диагностирования ЗУ; методы параметрической надежности для определения «тяжелых» тестов ЗУ. Изложение материала иллюстрируется примерами использования рассматриваемых методов в конкретных типах ЗУ.
К книге обобщены результаты работ авторов, а также других отечественных и зарубежных публикаций в области надежности ЗУ.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................
Часть 1. МЕТОДЫ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ ЗАПОМИНАЮЩИХ
УСТРОЙСТВ...........' . . .
Глава >1. Запоминающие устройства и проблемы обеспечения их надежности ...................
1.1. Современные запоминающие устройства.........
1.2. Особенности запоминающих устройств с точки зрения их надежности Глава 2. Виды и Причины отказов запоминающих устройств ....
2.1. Классификация отказов.............
2.2. Отказы полупроводниковых запоминающих устройств . ...
2.3. Отказы запоминающих устройств на ферритовых сердечниках
2.4. Отказы запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах ..................
2.5. Отказы электромеханических запоминающих устройств на магнитных носителях .................
Глава 3. Аналитические методы расчета показателей надежности запоминающих устройств ................
3.1. Основные показатели надежности..........
3.2. Расчет показателей надежности нерезервированных запоминающих устройств .................
3.3. Расчет показателей надежности резервированных запоминающих устройств ..................
3.4. Расчет показателей надежности восстанавливаемых резервированных запоминающих устройств.............
Глава 4. Метод статистического моделирования надежности запоминающих устройств .................
4.1. Общие сведения...............
4.2. Модели отказов запоминающих устройств........
4.3. Алгоритм моделирования надежности запоминающих устройств
4.4. Моделирование случайных величин..........
4.5. Примеры использования программ статистического моделирования надежности запоминающих устройств.........
Ч а с т ь 2. МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ОШИБОК И ОТКАЗАВШИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ . .
Глава 5. Контроль запоминающих устройств без разрушения хранимой информации .................
5.1. Общие сведения...............
5.2. Контроль по модулю...............
5.3. Контрольное суммирование............
5.4. Контроль динамических запоминающих устройств во время регенерации информации ...............
5.5. Методы контроля адресных цепей запоминающих устройств .
Глава 6. Функциональный контроль запоминающих устройств .... 70
6.11. Назначение функционального контроля......... 70
6.2. Тесты для полупроводниковых оперативных запоминающих микросхем 71
6.3. Тесты для оперативных запоминающих устройств...... 84
6.4. Аппаратура для контроля запоминающих микросхем..... 88
Глава 7. Диагностирование запоминающих устройств...... 94
7.1. Задачи диагностирования............. 94
7.2. Поиск дефекта по характеру распределения ошибок в запоминающем устройстве................. 95
7.3. Диагностирование запоминающих устройств методом сигнатурного анализа................. 97
Ч а с т ь 3. МЕТОДЫ КОРРЕКЦИИ ОШИБОК В ЗАПОМИНАЮЩИХ
УСТРОЙСТВАХ.............104
Глава 8. Корректирующие коды для запоминающих устройств . . . 104
8.1. Краткие сведения из теории корректирующих кодов.....104
8.2. Коды, исправляющие одноразрядные и обнаруживающие двухразрядные ошибки................109
8.3. Коды, исправляющие одноразрядные и обнаруживающие двухразрядные и пакетные ошибки.............112
SA. Исправление двухразрядных ошибок в запоминающих устройствах с
кодами Хэмминга методом двойного инвертирования.....117
8.5. Коды БЧХ, исправляющие двухразрядные и обнаруживающие трехразрядные ошибки..............1!8
8.6. Коды Рида—Соломона и их модификации, исправляющие пакетные ошибки.................122
8.7. Коды Файра, исправляющие одиночные пакеты ошибок, и их модификации ..................127
Глава 9. Надежность полупроводниковых запоминающих устройств с коррекцией ошибок................133
9.1. Большие интегральные микросхемы обнаружения и исправления ошибок ...................133
9.2. Организация полупроводниковых запоминающих устройств с коррекцией ошибок................137
9.3. Надежность полупроводниковых запоминающих устройств с коррекцией ошибок, возникающих из-за сбоев.........139
9.4. Надежность полупроводниковых запоминающих устройств с коррекцией ошибок, возникающих из-за отказов........142
Глава 10. Надежность внешних запоминающих устройств.....145
10.1. Надежность запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах с коррекцией пакетных ошибок........145
10.2. Совместное кодирование данных в системе накопителей на магнитных дисках................147
Ч а с т ь 4. СТРУКТУРНЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ........151
Глава 11. Повышение надежности запоминающих устройств методами резервирования .................151
11.1. Классификация методов резервирования........ 151
11.2. Дублирование запоминающих устройств с нагруженным резервом 153
11.3. Дублирование запоминающих устройств с ненагруженным резервом 154
11.4. Мажоритарное резервирование запоминающих устройств . . . . 155
11.5. Скользящее резервирование запоминающих устройств . . . . 156
11.6. Анализ эффективности методов резервирования запоминающих устройств ................. 157
223
Глава 12. Резервирование как средство повышения выхода годных запоминающих устройств................ 161
112.1. Приблженные методы расчета выхода годных резервированных запоминающих устройств............. 161
12.2. Свойства функции выхода годных.......... 163
12.3. Организация полупроводниковых запоминающих микросхем с резервированием строк и столбцов запоминающих элементов . . . . 167
12.4. Электрическое программирование соединений....... 169
Г2.5. Лазерное программирование соединений........ 171
12.6. Резервирование запоминающих элементов в запоминающих устройствах на ферритовых сердечниках.......... 173
12.7. Резервирование регистров хранения ЦМД запоминающих микросхем 177
Глава 13. Структурные методы повышения контролепригодности запоминающих устройств................181
13.1. Повышение контролепригодности модулей памяти полупроводниковых запоминающих устройств............181
13.2. Способы минимизации разрядности ошибок в полупроводниковых запоминающих устройствах............182
13.3. Разделение признаков отказов элементов модулей памяти . . . 185
13.4. Способы повышения контролепригодности запоминающих устройств
с коррекцией ошибок.............187
Ч а с т ь 5. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ НАДЕЖНОСТЬ ЗАПОМИНАЮЩИХ
УСТРОЙСТВ..............190
Глава 14. Методы расчета параметрической надежности запоминающих устройств на ферритовых сердечниках..........190
14.1. Общие сведения о параметрической надежности......190
14.2. Расчет областей устойчивой работы запоминающих устройств на ферритовых сердечниках методом на наихудший случай . . . . 191
14.3. Вероятностный метод расчета параметрической надежности запоминающих устройств на ферритовых сердечниках......192
Глава 15. Исследование параметрической надежности запоминающих устройств с помощью областей устойчивой работы.......199
15.1. Методы построения областей устойчивой работы запоминающих устройств .................199
15.2. Методы определения оптимальной рабочей точки запоминающего устройства .................202
15.3. Области устойчивой работы полупроводниковых запоминающих устройств .................205
Глава 16. Рекомендации по применению методов анализа и повышения надежности запоминающих устройств..........210
Список литературы...............214
Цена: 150руб.
