Генератор кодирующих или декодирующих байтов Советский патент 1986 года по МПК H04N7/30 H04N5/92 

рой генератор псевдослучайной последовательности состоит из семи элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, семи . регистров и сумматора по модулю 127, при этом первые входы первог второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются соответственно шестым, седьмым, восьмым, первым, вторым, -третьим и четвертым входами генератора кодирующих или декодирующих байтов.., выход j-ro элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (где j 1, 7) подключай к j-му входу первого регистра, j-й выход которого соединен с J-M входом второго регистра и первой группой входов сумматора по модулю 127, j-й выход второго регистра подключен к (J - 1)-му входу второй группы входов сумматора по модулю 127, j-й выход которого соединен с J-M входом третьего регистра, j-й выход которого подключен к j-му входу четвертого регистра и является выходом второго генератора псевдослучайной последовательности, j-й выход четвертого регистра соединен с J-M входом пятого регистра, j -и выход которого подключен к j-му входу шестого регистра, j-й выход шестого регистра подключен к j-му входу седьмого регистра, j-й выход которого соединен с вторым входом j-ro элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, треИзобретение относится к устройствам, формирующим кодирующие или декодирующие байты, и может быть использовано в системах видеозаписи

Целью изобретения является повышение быстродействия путем сокращения продолжительности формирования и увеличения длины последовательности байтов. ,.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема генератора кодирующих или декодирующих байтов , на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

07407

тий генератор псевдослучайной последовательности состоит из шести элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,- пяти регистров и сумматора по модулю 31, при этом первые входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются соответственно четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым входами генератора кодирующих и декодирующих байтов, выход К-го элемента ИСЮ1ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (где К 1, ..., 5) соединен с К-входом первого регистра, К-й выход которого подключен к К-му входу второго

регистра и первой группе входов сумматора по модулю 31, К-й выход второго регистра соединен с К-м входом третьего регистра и первой группой входов шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, К-й выход третьего .регистра подключен к К-му входу второй группы входов сумматора

по модулю 31, К-й выход которого -соединен с К-м входом четвертого регистра, К-й вькод которого подключен к К-му входу пятого регистра и второй группе входов шестого элемента ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ, выход которого является выходом третьего генератора псевдослучайной последовательности, а К-й выход пятого регистра соединен с. вторым входом К-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Генератор содержит первый, второй и третий генераторы 1-3 псевдослучайной последовательности, соответствующие входы которых являют- . ся входами 4-11 генератора кодирующих или декодирующих байтов, пер- вьй и второй элементы И 12 и 13, элемент ИЛИ 14, сумматор 15 по модулю 2, генератор 16 тактовых им- пульсов, имеющий выход 17 и блок

18 управления с выходами 19-21. Первый генератор 1 состоит из шести элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22-21 семи регистров 28-34 и сумматора 35

по модулю 31, Второй генератор 2 состоит из семи элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36-42, семи регистров 43-49 и сумматора 50 по модулю 127. Третий генератор 3 состоит из шести .элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 51-56, пяти регистров 57-61 и сумматора 62 по модулю 31.

Генератор работ ает следующим об- .разом.

На входы 4-11 подается входной сигнал, запускающий генератор кодирующих или декодирующих байтов, который характеризуется в каждый момент времени комбинацией состояний ге- нераторов 1-3, зависящей от предыдущих -состояний генераторов 1-3.

,t., ,--1 + 2-r;.g no модулю 31,

Ui i-5 2-S; , no модулю

. 127 i t. + t. no модулю 31

где г, s и t - состояния соответственно генераторов 1-3;

i, j и К - индексы разрядов соответствующих регистров генераторов 1-3. Общее состояние генератора кодирующих или декодирующих байтов оп- ределяется в любой момент времени совокупностью х слов, содержащихся в регистрах

RA; RB; RC; RD; RE; RF; RG SA; SB; sc; SD; SE; SF; SG/, TAi ТВ; тс; TD; ТЕ J

RA, RB, RC,

RE, RF, RG - содержимое регистров 32, 33, 34 28, 29, 30 и 31 соответственно;

SB, SC, SD,

SF, SG - содержимое соответственно регистров 45, 46, 47, 48, 49, 43 и 44;

ТВ, ТС,

TD, ТЕ

- содержимое соответственно регистров 60, 61, 57, 58 и 59.

В указанном состоянии содержатся 109 двоичных элементов, распределенных следующим образом: семь слов по 5 бит для последовательности г (регистры 28-34), семь слов по 7 бит

для последовательности s (регистры 43-49) пять слов по 5 бит для последовательности t (регистры 57-61). В момент времени п + 1

RD + 2RG mod 31 RA , RB/ RC 0 RI , RD, RE; RF

SF + 2SG mod 127

SA;

SB; SC; SD; SE ® si; SF

TC + ТЕ mod 31 ; ТА , ТВ @ TI, TC; TD

где RI, SI и TI - содержимое сигналов, соответствующих сигналам запус- ка генераторов 1-3;

0 - операция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ или пораз .- -

рядное сложение по модулю 2,

mod 31. и mod 127 означают, что на выходе соответствующих сумматоров 35, 50 и 62 вычитают 31 или 127, если результат строго больше 31 или 127.

Запускающие байты RI, SI, TI появляются на входах 4-11 только в момент запуска, ратем входы 4-11 поддерживаются в нулевом состоянии, пока генератор формирует кодирующие или декодирующие байты.

Определение выходного байта осуществляется в зависимости от состояния х„ с помощью элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27 и 56, элементов И 12 и 13 и элемента ИЛИ 14. Каждый из пяти бит содержимого SA регистра 45 в зависимости от величины, равной О или 1, управляем выбором бита RA®RE либо бита ТА © TD.

Если биты RA ® RE, SA и TA®TD записываются в виде

.SjS,3,,; ty4t,tzt, ,

то кодирующий байт записывается поразрядно

с, r,-s, н- s,-t, по модулю

Су + Sj ty по модулю

Се 0.- с, О,

Сд 0, +. ... + С у ПО модулю 2.

Для декодирующих байтов, когда бит контроля четности уже заменен битами контроля правильной четности, три бита большого веса равны нулю.

Запуск генератора, кодирующих или декодирующих байтов осуществляется с помощью служебной информации, состоящей из 64 двоичных элементов К, - Kg, номера ряда, изменяющегося от 1 до 24 и закодированного в двух байтах NRj и NRg, и номера страницы, изменяющегося от 001 до 999 и закодированного в трех байтах NP, , NP и NP,.

Байты НК(ИЫК2, кодирующие номер ряда, записываются соответственно в виде X 8x7x6x5x4x3x2x1 и у8у7уб1|5(|

4ij3Vj2ii1o Для составления байтов запуска используются байты H((), H(ij8i|7ij6ij5),H 4x3x2x1) и Н(ч8х7х6)), полученные путем кодирования по Хэммингу следующим образом.

Если обозначим различные биты такого байта Н через g 8 g 7 ... я 1 то имеем

g7 g8 ® g6 © g4i

. g5 g6 ® g4 ® g2;

g3 g4 ® g2 Ф g8 ;

gi g2 ® g8© g6:

Соответствие величины чисел в шестнадцатиричной системе с величинами различных битов приведено в табл. 1.

При этом биты g8, §6, g4, g2 соответствуют битам информации, а биты g7, g5, g3, g1 - битам избыточности.

Байты 1А, ..., 1Н, используемые для запуска и переводящие номер ряда в комбинации двоичных элементов К,-К, определяют следующую возможную комбинацию:

Эти восемь запускающих байтов позволяют составить вйсемь троек RI, SI и TI путем выбора некоторых битов, которые их составляют, причем этот выбор определяют соединениями входов генераторов 1-3; эти

ID (х8х7х6х5) IE К,® NR,; IF К © NR. IG К, ® NR,; IH Kg.

Пример. Процесс выработки запускающих байтов. Служебная информация определяется восемью следующими байтами (записанными в шестнадцатиричной системе, т.е. согласно коду табл. 1):

К

, 17i К BE; К, 62; К А9, К 65; К ЗС-, К,. 84; К 0.

Предположим, что кодируемьй ряд определяется с помощью US IF NR, 45; NRg С, и что этот ряд принадлежит странице, определяемой ЗОН 01; RS 9Е , NP, 15; NPg . 64, NP, 73..

Согласно системе обозначений байтов код 1/5 означает 0001/0101, т.е. О, с учетом кода Хэмминга, приведенного в табл. 1, 6/4 соответствует таким же образом 4, а 7/3 - 5. Данная страница, определяемая с помощью NP, 15; NPg 64 и NP, 73, следовательно, является страницей 045.

Четыре байта, определяющие рассматриваемый ряд NR,, NRz - соответственно H(NR2)., Н(ЫЕгр), H(NR,p, H(NR,p), если и обозначают соответственно 4 бита малого и большого веса NR и NR,,

NR

I|F

- четыре бита малого и большо

го веса NR,. В рассматриваемом случае четыре байта Н(1), Н(С), Н(5), Н(4) соответственно являются согласно таблице- кодов Хэмминга

тройки используются дпя запуска генераторов 1-3.

Величины слов RI, SI и TI в двоичной и десятичной системах приведены в табл. 2.

Если байт I записывается в виде Ь8 Ь7 Ь6 Ь5 Ь4 ЬЗ Ь2 Ы, тогда RI записывается в виде Ь5 Ь4 ЬЗ Ь2 Ы, SI - в виде Ь4 ЬЗ Ь2 Ы Ь8 Ь7 Ь6 и TI - в виде Ь8 Ь7 Ь6 Ь5 Ь4.

В начале рассматриваемого ряда генератор последовательно учитывает запускаю1цие байты. Это означает, что каждый из генераторов 1-3 учитывает последовательно восемь запускающих слов RI, SI или TI, которые к ним относятся. Первые регистр 28, 43 и 57 получают эти запускающие слова, которые сдвигаются затем к регистрам 29, 44 и 58, в то время как регистры 28, 43 и 57 получают вторые запускающие слова.

Пошаговое изменение содержимого различных регистров в зависимости от изменения запускающих слов приведено в табл. 3.

После обработки восьмого запускащего байта генератор готов выдать первый кодирующий байт. Содержимое регистра 32: RA 26; RE 0; RA®R 26 11010; регистра 45: SA 41, имеем SA 41 01 01001; регистра 60: ТА 13; ТО 12; ТА ® TDO 01 ООООК

5 бит, полученные на выходе элемента ИЛИ 14, 10011. Следовательно, первый кодирующий байт 93 в шестнадцатиричной системе.

Следующие состояния получены с помощью последовательностей

г;„ г;, + 2.г,. mod 31,

S;

S- , + 2 S; , mod 127,

J , (t

M. Ч-г + tk-4 ™od 31 .

Пять основных битов кодирующего байта получены с помощью

(, ® ) j- (Ч+,®Ч )

Тринадцать первых кодирующих байтов: 93 , 96 , 9А , 82 , 1D 12 , 17 , , 8В , 87 , ID , М8 , 95 ... .

10

15

20

25

30

35

О

10 с

D;

2074078

В общем случае, обозначая через d,djd чистые байты одного ряда, через С,, Cj, С, кодирующие байты, сформированные генератором, и через 5 D, кодированные байты, имеем последовательность следующих кодов. Чистые быйты: US NR, NR.j

Кодирующие

байты: ,C4CyCgC... Кодированные байты: US NR,NRjD,D2D, . ,... dj , если d; принадлежит

колонкам О или 1, d. 0 с. , если dj- принадлежит колонкам 2-7. Таким образом, для приведенного ряда, начинающегося с ... IF , 45 , Cl и продолжающегося 20 , 20 , 20 , 9В , 4F , 57 , 45 , СГ , 54 , 48 , 45 , 52 , 20 , соответствующий кодированный ряд - ... IF , 45 , сГ, ВЗ , В6 , ВА , 9В , 52 , 45 , 52 , DC , DF , 4F , 58 , 4А , В5 .

На фиг. 2 показано изменение различных сигналов в устройстве.

На фиг. 2 обозначены чистые сигналы (US, NR, и NR2 ) и собственно данные d,, d, ..., фиг. 2S представляет дополнение сигнала считывания регистров, полученное с выхода 19 блока 18; фиг. 2& - кодирующую последовательность С,, С, С,, ..., фиг. 2г - импульс сброса в ноль, полученный от блока 18; фиг. 2 - моменты запуска I, - 1, фиг. 2е- дополнение сигнала записи в регистры запускаю1цих битов, фиг. 2ждает тактовые импульсы с выхода 17 генератора 16. При этом ( с выхода 19 блока 18 осуществляются считывание регистров, с выхода 20 - сброс в О, с выхода 21 - команда для записи, что происходит подключением выходов 19-21 к входам соответствующих регистров.

45

О

О

о о о о о о 1 1 1 1 1 1 1

о о 1

1

1 1

о о 1 1 о о о о 1

Байты

CD 1100 1101 16 0001 0110

58 0101 1000

91 1001 0001

DO 1101 0000

1

о о 1

о 1 1

о 1 о о 1

о 1 1 о

о

о

1

1

о

о

1

1о

о

1

1

о

о

1

1

1

о о 1 1 1

о 1 о 1 1 о о 1 1 о

о 1

о 1

о 1

о 1 о 1 о 1

о 1

о 1

1

о 1

о о 1

о 1 о 1 о 1 1

о 1 о

Таблица 2

RI

SI

TI

1101 0110

1000 0001 0000 Т

11001 25 00010 2

01011 11 10010 18 11010 26

tfs Hfft HRz

.

di dg dj rf( rLJ-LJL-TL