Ўзбекистон республикаси ахборот технологиялари ва коммуникацияларини ривожлантириш вазирлиги муҳаммад ал-хоразмий номидаги

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТРОИЧНЫХ 
ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ В ДИАГНОСТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 
АВИАЦИОННОГО РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ 
 
Ф.К.Рахманова (ТУИТ имени Мухаммада ал-Хоразмий, ассистент) 
А.А. Азимбоев (магистрант, ТГТУ имени И.Каримова) 
Диагностика состояния авиационного РЭО всегда представляла собой 
важную задачу. Необходимость данной операции обусловлена поддержанием 
на должном уровне безопасности полета, которая во многом зависит от 
работы бортовых систем. Точность устанавливаемого диагноза и 

---

26 
вычислительных операций во многом определяет качество работа системы 
диагностики. 
Диагностическая система, по сути, очень схожа с логическими 
автоматами, так как процесс принятия решения представляет собой 
логическую задачу. 
Однако нужно учесть, что диагностика фактически сводится к 
определению технического состояния системы в условии неполной 
информации, так как исходные данные, используемые при проведении 
анализа, редко отражают техническое состояние всей системы. Эта 
специфичность приводит к тому, что в массиве исходных данных появляются 
не только известные переменные, но и различные неопределенные состояния. 
Обычная двоичная логика в основе, которой лежит закон исключенного 
третьего, не способна в полной мере разрешить такую задачу. И, 
следовательно, вычислитель, построенный по такому принципу, не является 
оптимальным. 
Оптимизация вычислителя для решения диагностических задач может 
осуществляться 
различными 
способами. 
Например, 
минимизация 
вычислительных алгоритмов, введение двойной проверки по параметру (для 
учета неизвестных переменных) и т.д. Можно также решить этот вопрос 
радикальным способом – пересмотреть концепцию построения самих 
вычислительных систем. В данном случае представляется перспективным 
построить вычислитель, работающий в другой системе счисления – 
симметричной троичной. Возможности данной системы проявляются не 
только в логических операциях, но и при арифметических вычислениях. 
При вынесении диагноза, как правило, имеется дерево решений. При 
этом частот возникают ситуации, в которых есть наличие трех исходов 
событий. Например: если параметр ниже допустимого минимума то делать 
проверку того, если выше допустимого делать проверку этого, если в норме 
делать третье. Проведенный анализ показывает, что логический процесс, 
описывающий вынесение решения при диагностике систем также лучше 
описывается в симметричной троичной системе счисления (+1,0,–1). 
Возможность простой работы с отрицательными числами, а работа с 
ними так или иначе необходима при проведении вычислений, также является 
преимуществом данной системы. Скорость обработки информации также 
будет более высокой, так как может за один раз обрабатываться более 
большое число, и нет необходимости представлять его в виде нескольких 
байтов как при работе с большими числами в двоичной системе. 
Современный уровень развития интегральной электроники позволяет 
довольно легко реализовать цифровой вычислитель, построенный в данной 
системе. 
Причем упрощаются некоторые части вычислителя. Например, в 
регистре состояний микроконтроллера нет необходимости в указании флагов 
переполнения дополнительного кода (который становится вообще 
ненужным) и отрицательного результата (по самому числу, представленному 

---

27 
в симметричной троичной системе счисления, уже видно его знак). 
Незначительное усложнение элементарных ячеек компьютера вполне будет 
компенсироваться более высоким быстродействием (в настоящий момент 
увеличение быстродействия идет в основном за счет распараллеливания 
выполнения вычислительных операций, т.е. за счет использования 
многопроцессорных систем), и при той же разрядности будет достигаться 
значительно более высокая точность результатов. 
На первом этапе можно использовать двоичную эмуляцию, в частности 
можно использовать различные микросхемы памяти с двоичной адресацией 
(см. рис.1). 
Рис.1 Использование двоичной памяти для хранения троичных чисел 
При этом быстродействие системы возрастет, так как одновременно 
оперируют большими числами, но разрядность остается прежней. В 
принципе верхнюю часть кода можно использовать как X, а нижнюю как Y, 
таким образом можно адресовать 65536 ячеек памяти, в то время как в 
двоичном коде можно адресовать только 256 ячеек. Используя две ОЗУ (в 
одной можно хранить положительные символы, а во второй отрицательные) 
можно хранить данные в троичной системе. В каждую двойную ячейку 
можно записать число 3280, недостаток некоторое число комбинаций при 
этом остается свободным, в данном случае 815×2=1630 значений, хотя и это 
можно использовать. В двоичной системе мы не смогли бы адресовать в 
восьмиразрядной системе такое количество памяти, да и сами числа 
ограничены диапазоном 127 (с учетом знака). Возможно применение 
синхронизированных микропроцессоров для выполнения операций в 
троичной системе, но только для эмуляции. Максимальные возможности 
троичной системы будут реализовываться при исполнении всех троичных 
устройств в аппаратном виде. Главный процессор необходимо реализовать в 
троичной системе. Немаловажным является и вопрос о переводе из одной 
системы в другую аппаратным способом (создание кодеров/декодеров). 
Проведенный анализ показал, что использование троичной системы 
имеет ряд преимуществ, приведенных ниже (и это – далеко не все 
преимущества данной системы): 
1. Троичная система является оптимальной по сравнению с двоичной 
системой. Согласно уже доказанным соотношениям наилучшие результаты 
имеет система счисления с основанием 2,718281…(основание натуральных 
логарифмов), но так как это число проблемное для практической реализации, 
то наиболее близкое целое к нему это 3, а не 2. 
2. В симметричной троичной системе (–1,0,+1) отрицательные числа 
описываются естественным образом, нет путаницы как при работе с 

---

28 
двоичными числами. Нет надобности в использовании обратного и 
дополнительного кодов. В конечном итоге это приведет к существенному 
повышению скорости вычислений и их упрощению. 
3. Объем информации, которая обрабатывается за одну операцию в троичной 
системе, больше чем в двоичной, при этом усложнение аппаратной части не 
так существенно. При учете знака в восьмиразрядном двоичном числе 
максимально отображаемое число 127, а в симметричной троичной системе 
это число 3280, т.е. в 25,83 раз больше. Кроме того, в двоичном 
представлении будет, например два нуля – положительный и отрицательный. 
4. Многие алгоритмы диагностики имеют три возможных исхода. Например, 
выходная мощность передатчика может быть ниже минимальной, в норме, 
или быть выше максимальной. Для каждого из данных исходов различный 
диагноз. При работе в двоичной системе нужно эту операцию разбивать на 
несколько. Т.е. троичная система эффективнее. 
5. Многие интерфейсы, используемые в бортовом радиоэлектронном 
оборудовании, используют для передачи импульсы разной полярности 
(например, ARINC-429, RS-485, RS-232, USB). Также часто имеет место 
биполярная модуляция (например, по фазе, но закон изменения фазы 
задается напряжением, которое представляет собой последовательность 
биполярных импульсов, иногда и с нулевым значением тоже). 
6. При аналого-цифровом преобразовании в троичной системе можно 
проводить измерение с более высокой точностью при одинаковом количестве 
разрядов (для симметричной троичной системы). При обратном 
преобразовании можно также воспроизводить величину напряжения с более 
высокой точностью. 
7. Используя вычисления в троичной системе счисления можно достичь 
гораздо большей точности вычислений, так как при этом уменьшается 
ошибка округления.
Есть еще много других преимуществ, которые может предложить 
троичная система счисления, а недостатков не так много. Главный 
недостаток, который есть на сегодняшний день это то, что все остальные 
устройства работают с двоичной системой. Второй недостаток это несколько 
более сложная структура цепей. Но первый недостаток при построении 
специализированного вычислителя не так важен (в крайнем случае, 
потребуется применение перекодирования на двоичную систему, например 
при выводе на индикатор). Второй недостаток не столь существен, так как 
современные технологии позволяет с легкостью реализовать данные схемы, 
причем усложнение некоторых элементов упростит другие. Есть еще конечно 
проблема обусловленная привычкой (человеческий фактор), но это уже 
второстепенно, так как рядовой пользователь не будет видеть разницы в 
интерфейсе (отличия на аппаратном уровне). 
Таким образом, использование специализированных троичных 
вычислителей для решения диагностических задач представляется весьма 
актуальным. 

---

29