Преобразователь параллельного комбинаторного кода в позиционный код Советский патент 1983 года по МПК G06F5/02 

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в нем число разрядов кольцевого сдвигающего регистра равно числу основных символов входного кола, .причем единичный вьоход старшего

разряда кольцевого сдвигающего регистра соединен с нулевым входом младшего разряда, а нулевой выход старшего разряда кольцевого сдвигающего регис -ра соединен с единичным входом младшего разряда.

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и телемеханики, в измерительных системах и системах цифровой индикации.

Известен преобразователь кольцевого .кода большого объема в двоичный, содержащий, сдвиговый регистр, дешифратор и генератор импульсов f

Недостатками зтого преобразователя являются применимость для очень небольшого числа кольцевых кодов с определенными параметрами и структурой, большая сложность, нвысокая надежность работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь кольцевого кола в десятичный, содержащий кольцевой сдвигающий регистр (КСР), соответствующие входы разрядов которого подключены к генератору импулсов (ГИ), а выходы - к вхолам де.шифратора исходных комбинационных (ДИК) кодовых колец (КК) 2}

Недостатки известного преобразователя состоят в том, что он применим только для кольцевого кода с определенной структурой (синтезированного из п-членных кодовых колец) и параметрами (число колец k 10, п 10), большая сложность и невысокая надежность работы (сбой в работе регистра или дешифратора ведут к ложным сигналам на выходе преобразователя).

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач, -состоящее в обеспечении преобразования кодов содержащих основные, вспомогательные и дополнительные символы и построенных на базе кодовых колец, и упрощение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразойатель параллельного комбинаторного кода в позиционный код, содержащий кольцевой сдвигающий регистр, дешифратор исходных комбинаций и генерато импульсов, выход которого соединен с тактовым входом кольцевого сдвигающего регистра, первый вход блокировки генератора импульсов соединен с первым выходом дешифратора исходных комбинаций, вход которого соединен с выходам кольцевого сдвигающего регистра, введены блок преобразования прямого кода в обратный и шифратор, выход которого является выходом лреобразов-атёля, гактовый вход, шифратора среди ен с выходом генератора 1Фшульсо.в, 0 второй вход блокировки которо.го со.единен с управляющим выходом щифратора, первый информационный вхол I которого соединен с .выходом дешйф|-ратора исходных .комбинаций, а второй

информационный вход шифрат.ора .соединен с входом вспот«эгательных символов входного кода прео&ра.зователя, входы основных и дополнительных сим-1 волов входного кода которого сое:динены соответственно с разрядным

0 и инвертирующим входами блока преобразования прямого кода в обратный, выход которого соединен с информационным входом кольцевого сдвигающего регистра., а вход опроса блока

5 преобразования прямого кода в обратны.й соединен с входом пуска генератора импульса и является входом опроса преобразователя.

Кроме того, в предлагаемом преобразователе число разрядов кольцевого сдвигающего регистра равно числу основных символов входного кода, причем единичный выход старшего разряда кольцевого сдвигающего регистра соединен с нулевым входом млалшего разряда, а нулевой выход старшего разряда кольцевого слвигающего регистра соединен с елиничным входом млалшего разряда.

Устройство предназначено для

преобразования таких кодов, комбинации которых состоят из трех частей: основной Вр , вспомогательной Bg и дополнительной BQ, . Каждая

5 часть формируется с .помощью одной кодовой дорожки (КД) шкалы и взаимодействующих с ней считывающих элементов (СЭ).

Основную часть образует Д|-Член0 ная ксмбинация BXV/ mn -членного КК ( X - порядковЕлй номер кольца, X 1,2,..., k, k - число испольsoBaHHFJx при построении кода mn -членных КК, у - порядковый номер кодовой комбинации в , у 1,2,..,, mn). В зависимости от со.става основной части комбинации кода разделены на блоки. В первом блоке основную часть образуют комбинации }, во вто.-юм т.д. до i iJx.Hiwi i Комбинации каждого блока разделены на К групп одинакового состава (в группу входят комбинации , Bji, ,.., Вц). Таким образом, число комбинаций кода N можно 1 определить по формуле

N k k mn из которой следует k/N, k/N, пц/Ы,

Во всех группах блока с нечетными номерами 1,3,5,.,., 1ц-1) порядок чередования комбинаций один (прямой), а в группах с четными номерами - другой (обратный). При переходе от одной комбинации группы к другой изменяется один символ в основной части, а при переходе ,от одной группы к другой - один символ вспомогательной части. Символы основной и вспомогательной частей вместе образуют комбинации однопеременного кода.

Установлено, что при- соблюдении соотношений

krx, 2ng/ mn /

где п- - число символов, образую- . щих часть Bg комбинаций кода, всегда можно построить полный однопеременный код с описанной структурой и длиной комбинаций п п п ц .

Структура miXj-членных (KKj используемых для синтеза преобразуемых кодов, при m 2 такова, что в них после Первых п комбинаций &, В.., ..., Bj, следует комбинации

S, BjS , ..., Bi.« S где S - подстановка

(0, 1, ..., m-1 1, 2, ..., О / .

Следовательно/ комбинации кольца разбитына две группы М B , Bi, ..., Вщ J и а Ви+ , f ...f причем любая комбинация группы М связана через подстановку S с соответствующей комбинацией группы М. Например, для КК-00011110М 0001, ООН, 0111, ИНЬ , 1100, 1000, OOOOj.

Поскольку комбинации mn -членных колец образуют п -членную . часть комбинаций преобразуемого кода, последние также можно разделить на две равные по числу элементов группы. Зафиксировать принадлежность комбинации кода к группе м или Mj; МОЖНО с помощью дополнительного символа кодовой комбинации Вд,, формируемого дополнительной дорожкой щкалы и дополнительным СЭ. Кроме того, с помощью комби5 цнй Eg можно фйксирювать прина длеж. ность преобразуемой комбинации к определенной группе блока комбинаций.

Применение кодов с подобной структурой вместо широко распространен10 :ных (код Грея и др.) позволяет значительно упростить конструкцию главного элемента кодирующего устройства (КУ) кодовой шкалы. Упрощение достигается за счет умень15 шеиия числа кодовых дорожек и ко. личества участков 1 азного качества fta них. При увеличении объема кода разница в сложности шкал увеличивается. Можно также существен2Q но уменьшить диаметр шкалы, сделав

его равным диаметру дорожки стар. шего разряда п-дорожечной ижалы (например, шкалы для кода Грея).

Поиск базовой комбинации 2п-членного КК можно выполнить с помо25

щью п-элементного КСР. Однако поскольку длина КК в этсм случае больше длины КСР,. процесс дешифрирования видоизменяется. Он Выполняется с учетом CTpyKTypai 2п-член30

ных колец.

В исходной записи 2п-членного КК можно выделить двз отрезка одинаковой длины Е а , ..., а i.

а.. Симво и Е ау, а„ + 2 stn ээ ли отрезка Е образуют базовую

.комбинацию В. Обозначим.через комбинацию, первый символ которой входит в отрезок (х 1,2) и имеет в этом отрезке порядковый 0 номеру (,2, ..., п).

Алгоритм преобразования комбинации Вч у в общем случае включает три шага:

В, ВХУ .Преобразование символов | в I комбинации В.,,,г , входящих в отрезок.

0 7. П порядковый номер символа в отрезке Е, 1, 2, ..., п- 1) в символы отрезка Е в соответствии с выражением

Ц to b to . S .

c В результате образуется комбинация ,Ъг. п-членного КК, включающего комбинацию Ъ соответствующего 2п-членного КК (z - число тактов работы КСР, переводящих Bg. в В) ,

/ Вр Bj, где р - перестановка

р 1f И

1 1-1/

65

При xf 1, у # 1 выполняются только шаги 2 и 3 алгоритма, при .f 1, у; 1 - только шаг 1, при X 1, у 1 никакого преобразования не требуется (в КСР вводится комбинация Bg-) .

На фиг. 1 приведено КУ., формирующее Код с параметрами т 2, п 7, N 64; на фиг. 2 - структурная схема предлагаемого преобразователя., на фиг. 3 - принципиальная схема преобразователя кода, формируе1«эго КУ, в двоичный код.

КУ содержит СЭ 1-4, формирующие часть В0, СЭ 5 и б, формирующие часть Bg , и считывающий элемент 7, формирующий часть Ъ( комбинаций кода, кодовые дорожки 8 шкалы. С .помощью наружной и средней КД шкалы и СЭ 1-6 формируется полный однопеременный код с параметрами т, 2, п 6 (п 4, пр 2), N 64. Для построения п -членной части комбинаций использованы два КК (k 2): - 00011110 - и 10010110 - с параметрами т 2, п 4. Комбинации каждого кольца повторяются четыре раза (k 4).

Шкала (фиг. 1) имеет три дорожки с 24 участками, на них, а шкала для кода Грея того же объема шесть дорожек it 64 участка.

В таблице приведены коды.

Продолжение табли Преобразователь содержит (фиг, 2) 9 преобразования прямого кода в обратный, КСР 10, ДИК 11, шифратор 12, ГИ 13, входы 14, 15 и 16, представляющие соответственно основную BO, вспомогательную В., и дополнительную В (j- части преобразуемой комбинации, выходной сигнал 17 (комбинация позиционного кода), вход 18 опроса. Кроме того, преобразователь включает (фиг. 3) элементы 1, - Т памяти триггеры;, шифраторы 19 и 20, младших и старших разрядов соответственно, дешифратор 21 вспомогательной части кода, распределитель 22, Каждый выход блоков ДИК 11 и дешифратора 21 обозначен комбинацией состояний соответственно элементов блока КСР 10 и элементов Тг-- Tg памяти, вызывающей появление сигнала на данном выходе. Входы 14, 15 и 16 обозначены номера ми соответствующих СЭ кодирующего устройства, приведенного на фиг. 1 выход каждого блока и шифратора 19 комбинацией трех младших разрядов выходного кода, соответствующей появлению сигнала на выходе данной схемы. Комбинация сигналов на выходах шифратора 19 является функцией комбинации сигналов от дешифратора БФ 21 и ДИК 11 , ), i 1,2,3

Продолжение таблицы Для сигналов на выходах шифратора 20 справедливы зависимости Уг Jgv-c ь У f (X г« ) где число импульсов сдвига, поступивших на вход распре делителя 22 от ГИ 13, X ,- сигнал на выходе 1 триг-г гера (0,1), Распределитель 22 в шифраторе 20 представляет собой сдвигающий регистр, состоящий из четырех элементов, В исходном положении элемент Т, находятся в состоянии 1, а все остальные - в состоянии О, При подаче сигнала на вход Сдвига распределителя -импульсов состояние 1 перемещается по регистру. Блок 9 преобразования прямого кода в обратный (фиг. 2) служит для выполнения шага 1 алгоритма кодопреобразования. На одну группу входов его поступает код B(j с входа 14, на другой вход - код В (j,c входа 16. При В„, О код В о проходит на выход блока 9 без изменения, при В 1 символы комбинации В изменяются на противоположные. Шаги 2 и 3 алгоритма выполняются одновременно с помощью блока KCPlO, Для выполнения шага 2 необходимо сигналы с выходов последн его П| т го раз ряда КСР Q ц- 9 4 подать на информайионньае входы первого разряда ix(, if так, чтобы выполнялись условия, i Для выполненияшага 3 на соответствуницие входы элементов КСР 10 подаются импульсад сдвига. Момент появления в КСР 10 комбинаи;ии фиксируется блоком ДИК 11, на одном из выходов которого тоявляе.тся сигнал. Эт:от сигнал-пост пает на вход шифрато 12, на други вход которого поступают код Вц с .входа 15 и сигналы от ГИ 13. На выходах 17 появляется комбинация выходного кода, соответствующая ком нация сигналов, поступииинх на вход шифра тора 12. Сложность, шифратора зависит от параметров преобразуемого кода. Наи большее влияние сисазывает параметр к- К K,f. При преобразовании - в двоичн Ый код оптимальньвли являются зн-аченкяК 2, РИ преобразовани в д есятичн1ый код - значения К 10 (J 1,2,.-.,.). , Предлагаемый преобразователь раб тает .следуюиитм образом. Процесс преобразования начинается по сягналу Опрос, причем на вход ГИ 13 и КСР 10 этот сигнал пос по,эже, чем на входы 18 шифра тора 19 и дешифратора 21 на время, необходимое для его фиксации этими блоками. Перед сигналом опроса КСр 10 и распределитель 22 устанавливают гя в исходное состояние сигналом Сброс (в КСР все элементы при этом переходят в сосхояние О). По сигналу опроса сначала в , Tj, Т записялваются сигналы от СЭ 5, 6 и 7, а затем в ячейки КСР 10 через блок 9 проходят сигнс1лы от СЭ 1-4. Если после записи символов в КСР 10 оказывается, что они образуют одну из базовых комбинаций В 0001 или Bg,j. 1001КК .Лх1 -0001111О -, А 10010110-, входящих в структуру преобразуемого кода, то на одном из выходов ДИК 11 появляется сигнал. Этот сигнал поступает в шифратор 12 и йа вход ГИ 13. В результате импульсы ГИ 13 не проходят на вход сдвига КСР 10 и ксяибинация фиксируется. Если же записанная в КСР комбинация не является базовой, то на выходах ДИК 1 сигнала нет, импульсы ГИ 13 проходят на вход сдвига КСР 10 и распределителя 22. После прихода i импульсов (ie п 1) в КСР 10 фикси руется соответствующая комбинация BjT . При появлении сигнала на одном из выходов 11 (а, в) на выходах у, - У шифраторов 19 и 20 Появляются комбинации младцаих и старших разрядов двоичного кода. ПредлагаекМ( преобразователь обеспечивает защиту от ошибок|( вызванных яеоднозначным считыванием в КУ, и обладает определенным уровнем , помехоз цциаденностн. Ошибка из-за неоднозначности считывания может появиться при переходе СЭ 7 одного участка внутренней КД на другой. На фиг, 1 кодовая шкафа показана в положении, когда происходит пере-. ход от кс бинации В а, ..., а : 0000001 к комбинации В Ь.. , .., Ь 0001000. КсяибинацииВв4 и В отличаются друг от друга двумя символами а f Ъ a-j 67. Лри переходе могут появиться ложные комбинации Bд 0000000 или Вдг 0001001. Рассмотрим процесс преобразования комбинации В; . Поскольку а7 О символы а - а проходят блок 9 без изменения и в КСР 10 записывается комбинация в 0000 Так как В . Врна выходе ДИК сигнала нет. Поэтому от fW 13 на вход сдвига ГСР 10 и распределителя 22 ПРОХОДЯТ 1 3 импульса, которые приводят к появлению в КСР 10 комбинаций 1000, 1100 1110. Ни одна из этих койбинаций не является базовой. Поэтому сигнала на выходах ДИК 11, а значит и на выходах преобразова:теля нет. Аналогичный результат получают при поступлении комбинаЦЙИ .J. . При поступлении комбинаций В , В на контрольном выходе К сигнала нет Это можно использовать для запрета ввод комбинации в ЭВМ или другие устрюйства. Ложные комбинации на входе преобразователя могут появляться также при искажении символоЬ частей. Вр, В, В л: комбинаций кода в процессе их считывания или передачи от КУ к преобразователю. Если в результате искажения В. получается комбинация, преобразование которой в блоке 9 не приводит к появлению в КСР 10 комбинации и отрезка E.j, (j. 1, 2, .... k), то сигнала «а выходе нет. В таблице черточками отмечены комбинации, искажение которых (О - 1,1 - 0) не приводит к ложным комбинациям на выходе преобразователя (рассматриваются только одиночные искажения как наиболее вероятные Из общего числа возможных искажений А 448 значительная часть, б 168, не приводит к ложным комбинациям. Следовательно, схема КП обеспечивает защиту кода на выходе от однозначных искажений на 37,5%.