Применение информационной избыточности для повышения надежности арифметического узла вычислительного элемента бимодульной арифметики

Традиционный путь построения модулярных устройств постулирует конструктивную необходимость включения в состав модулярного устройства громоздкого немодульного блока, выполняющегося последовательно-параллельные операции модулярной арифметики. Авторами работы [1] предложен новый подход к построению модулярных устройств, основанный на формировании минимальной автономной вычислительной единицы по каждому основанию вычислительного диапазона модулярного устройства (вычислительного элемента по модулю (ВЭ)). В статье рассматривается построение арифметического узла такого ВЭ, базирующегося на бимодульной арифметике, использующей избыточное представлении исходных операндов, что позволяет ввести не только дополнительный параллелизм, но и использовать помехоустойчивые свойства модулярной арифметики внутри бимодульного ВЭ.

Модулярный процессор, вычислительный элемент, бимодульная арифметика, корректирующие коды модулярной арифметики, RNS-based processor, Computing Element, Bimodular RNS, Error correction codes based on RNS

1. Стемпковский А.Л., Амербаев В.М., Корнилов А.И. Модулярная логарифметика - новые возможности для проектирования модулярных вычислителей и преобразователей (краткий обзор). IV Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем - 2010»: сб. научн. тр. / под общ. ред. А.Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2010.

2. Амербаев В.М., Балака Е.С. Арифметическое устройство бимодульной арифметики конечного поля GF(P). Research Journal of InternationalStudies XX(17), p. 2, pp. 5-9.

3. Поспелов Д.А. Арифметические основы вычислительных машин дискретного действия. М.: Высш. шк., 1970.

4. Амербаев В.М., Балака Е.С., Соловьев Р.А., Тельпухов Д.В. Анализ и синтез арифметического узла проф. Поспелова Д. А. поля Галуа. VI Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем - 2014»: сб. научн. тр. / под общ. ред. А. Л. Стемпковского. - М.: ИППМ РАН, 2014.

5. Патент на полезную модель «Вычислительный элемент модулярной арифметики». Заявка номер 2012127097, номер 123995 от 10 января 2013 года.

6. Omondi A. and Prekumar B. Residue number system, Theory and implementation. London: Imperial College Press, 2007.

7. Торгашев В.А. Система остаточных классов и надежность ЦВМ. М.: Сов. радио, 1973, 120 с.

8. Корнилов А. И., Семенов М. Ю., Ласточкин О. В., Калашников В. С. Принципы построения специализированных вычислителей с применением модулярной арифметики // Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем: сборник научных трудов / под общ. ред. А. Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2005. С. 346- 351.

9. Jaberipur andNejati S. Balanced minimal latency RNS addition for moduli set {2n - 1,2n,2n + 1} in Proc. 18th Int. Conf. Systems, Signals and Image Processing (IWSSIP), pp. 1-7, 2011.