Устройство для кодирования Советский патент 1989 года по МПК H03M13/51 

(О

4

CD 05

N

3149

Иэобр.етение относится к вычислительной технике и технике связи, может быть использовано в системах передачи цифровой информации для борьбы с групповыми ошибками и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1275782.

Цель изобретения. - повышение помехоустойчивости устройства и расши- рение области его применения за счет кодирования корректирующими кодами

с информационной частью, кратн.ой

от,

,

На. фиг. 1 и.зображена блок-схема устройства для кодирования; иа . фиг. 2 - блок удлинения кода; на фиг, 3 - формирователь первого проверочного символа; на фиг, 4 - формирователь последующего проверочного символа; на фиг. 5 - блок управления на фиг,. 6 - временные диаграммы работы устройства, ,

Устройство для кодирования содержит сдвиговый регистр 1, основной элемент И 2, блок 3 управления;, формирователь 4 первого символа, формирователи 5 последующего проверочного символа числом 21-1,где t - чис

о ошибок, исправляемых -выходным

30

код ом устройства над полем GF(2), ополнительные элементы И 6 числом 2t, элемент ИЛИ 7, блоки 8 линения кода числом 2t-1 и блок 9 элементов И, На фиг, 1 обозначены информа- 35 ционный 10 и тактовый 11 входы.

Регистр 1 содержит 2 m разрядов, выходы m первых разрядов -подключены к информационным входам блока 3 управления и формирователя 4.40

Блок 8 (фиг,2) содержит первый 12 и второй 13 элементы И сумматор 14 и буферный регистр 15. На фиг.2 обозначены первый-четвертый входы 16-19 блока.45

Формирователь 4 первого проверочного символа (фиг.З) содержит пер- вый 20, второй 21 и третий 22 буферные регистры,вычитатель 23, преобразователь 24 кода, сумматор 25 и ре- JQ гистр 26 сдвига.

Формирователь 5 последующего проверочного символа (фиг.4) содержит вычитатель 27,, преобразоватепь 28 кода, первый 29 и второй 30 буферные 55 регистры, сумматор 31 и регистр 32j.сдвига.

Блок 3 управления (фиг.5) содержит счетчик 33, дешифратор 34, три

5

0

5

5

0

5

0

5

Q

5

.элемента ЗАПРЕТ 35, первый элемент И 36 и 2t+1 вторых элементов И 37. На фиг.(5 обозначены информационные входы 38, вьпсоды 39-52 с первого по (2Ь+12)-й,

Буферные регистры 20-22 формирователя 4 и буферные регистры 29 и 30 формирователя 5, а также регистры 26,32 сдвига формирователей 4 и 5 и буферный регистр 15 имеют пот разрядов.

Преобразователи 24 и 28 кода формирователей 4 и 5 осуществ,ляют над входной вели 1иной Z преобразование

1®o

где о( GF(2) - примитивный элемент

. поля GF(, ® - сложение по модулю 2.

Вьтитатели 23 и 27 и сумматоры 25 и 31 формирователей 4 и 5 осуществляют соответствующие операции по модулю 2 - 1 .

Формирователи 4 и 5 и блок 3 аналогичны таким же блокам прототипа.

На фиг. , 6 показаны следующие сигналы: а - тактовые импульсы на тактовом входе 11, а также на первом выходе 40 блока 3; б - к - сигналы на выходах 40-48 соответствен.но с второго по девятый- блока 3; л, м - сигналы на. выходах () и(2t)-ro элементов И 37 блока 3, т.е. на ()-M и (2t+8)-M выхода х этого блока; н - сигнал на (2t+9)-M вьтхо- де 49 блока 3; о - сигнал на (2t+ + 12)-i:i выходе 52 блока 3 управления; п - сигнал на (21+1 1)-м выходе 51 блока 3; р - сигнал на (2t+10)-M вьпсоде 50 блока 3.

- В основе работы устройства лежит

след ующее.Информация, подлежащая кодированию, разбивается на блоки по m-разрядных символов в каждом, являющихся показателями степени примитивного элемента CF (2)-корня неприводимого многочлена степени га.

Обозначим информационные символы К (,1. . .,) , проверочные, символы Kj(j 2,..., 2 +2 (t-1), где t - число исправляемых кодом ошибок.

Тогда первый проверочный символ получает.ся из соотношения

««-.(,... (,)

--0

где ® и - суммирование в поле GF(2).

Введем функцию vf (Z) такую, что 1®с( тогда

.1

(

к

,««

(1@оС )

0

Л«(Ко-КО

сх

Далее И ФС С(( и в общем случае

о(

ot - eot

.(((Oi-(-«iJ

или, переходя к показателям степени

Bi Ki + M Cai. - К{). Обозначим Ь а. j тогда

а, К +if(b-,) и а. К.ц +

+ V(bi., ),

откуда

Ь К;., - Kj+lfa;., ), (2) Уравнение (2) является итерацио напьной формулой для получения первого проверочного символа.

Начальные условия: Ь Кв - К.

(3)

. Вычисления по формулам (2) и (3), т.е. операции сложения и вычитания, осуществляются по модулю ( 1).

При этом нужно иметь в виду, что К 2 -1 не определено в кольце по одулю (2 - 1), поэтому (2 - 1)i + а 2 - 1,

где а - любой элемент кольца.j

Вторые п проверочные символы поучают из соотношения Г1 киПф

i -О

Где п 1,.. .,2t-1.

Аналогично уравнению (2)

(4)

получим

К

bj (i-1) -Ki-rj-i +4.%)

i., - Ki -т + е(ьД ).

(5)

Начальные условия: b К„ - К, - r

(6)

Окончательный результат по формулам (1) и (4) получается на (21)-м такте (i 2 - 1).

В этом такте формулы (2) и (5) примут вид

Ъ Kjm.+ М (.)

(7)

1496010

0

5

0

и bJ™ , .Q + Т ( 2) + Ч- (Ъ}„,у )

(8)

Предложенная конструкция кодов позволяет осуществить их удлинение за счет введения еще одного информационного символа.

Устройство для кодирования работает следующим образом.

На входы 10 и 11 устройства поступают блоки информации по 154 разряда в сопровояздении тактовых импульсов (ТИ). Затем 56 тактов следует пауэа для заполнения ее проверочными символами.

Первые 4 такта следует 0-й 1шкл, в течение которого заполняются первые 4 разряда сдвигового регистра 1, содержащего 8 разрядов.

Затем следует 1-й цикл (5-8-й так- Tbi), где по сигналу с второго выхода 40 блока 3 (фиг.бб) производит- ся запись на регистр 20 первого символа проверочной информации и затем по сигналу с вьосода 41 блока 3 (фиг. 6в) его перезапись с регистра 20 на регистр 21.

В следующем, втором, цикле (9-12-й такты) производится вычитание на вычитателе 23 из содержимого (Кд) регистра 21, записанного в регистр 20 второго (К) информационного символа, сложение полученного результае та с нулем регистра 22 на сумматоре 25 и запись результата на регистр 26 по сигналу с выхода 42 блока 3 (фиг. 6г).

Одновременно по сигналу с выхода 44 блока 3 (фиг. бе) результат вычи- с вычитателя 23 через блок 9 элементов И поступает на информационные входы формирователей 5 последующего проверочного символа5 в которых на вы- читателях 27 производится вычитание номера п формирователя 5 и запись полученной разности на регистр 29. По сигналу с выхода 41 блока 3 (фиг1 6в) производится перезапись на регистр 21 второго (К) информационно-), го символа, а по сигналу с выхода 43 блока 3 (фиг.бд) - передача содержимого регистра 26 с преобразованием его в преобразователе 24 кода в регистр 22. Одновременно по.сигналу с выхода 46 блока 3 (фиг.бз) проия- водится сложение на сумматоре 31 со держимого регистра 29 с нулем регист10

20

pa 30 и запись результата ни регистр 32.

Третий цикл аналогичен второму за исключением того, что при сложении на сумматорах 25 и 31 оба операнда в общем случае отличны от нуля и по сигналу с выхода 45 блока 3 (фиг. 6ж) осуществляется передача содержимого регистра 32 с преобразованием в преобразователе 28 кода в регистр 30.

На пятнадцатом цикле по сигналу с выхода 52 (фйг.бо) поступление информации на вычитатель 27 прекращается и содержимое регистра 32 хранится весь цикл.

На шестнадцатом цикле.через элемент И 13 блока 8 (фиг.2) по сигна- лу с выхода 51 блока 3 (фиг. 6п) наi вход сумматора 14 поступает пе|)вый проверочньй символ, на другой его

вход через элемент И 12 поступает содержимое регистра 32. Результат сложения, являющийся (г{ +1 -|Ч )м проверочным символом, записывается в регистр 15 по сигналу (фиг.бр) с выхода 50 блока 3.

В семнадцатом цикле по сигналу с выхода 42 блока 3 на вычитателе 23 из содержимого регистра 21 вычитается нуль регистра 20 и результат (содержимое регистра 21) на сумматоре 25 складывается с содержимым регистра 22.

Результат сложения, являющийся первым проверочным символом, записывается на регистр 26.

Одновременно с вьпштателя 23 через блок 9 элементов И информация по- до элементов И, ступает на вычитатель 27, где производится вычитание величины

Начиная.с ца с.емнадцат выхода .47 бл дится выдача лов с выхода через основн мент ИЛИ 7 н

В восемна с вькода 48 гично произв проверочного том цикле - символа и т. зд 15 49 блока 3 ч :ного символа

Начало вьщ .рочного симв обработки сл ции.

Таким обра рования обесп

25

информационн разрядных си

Формул

35

1. Устрой авт.св. № 12 30 щ е е с я т ния помехоус и расширения за счет коди кодами с инф ной 2, в ус выходами фор рочного симв входами форм проверочного

дами первого телей послед вола и первы (2Ь)-го допо -2) введень перв

- Г|() (-())t г| ,

так как - () () - (2 1.

По сигналу с выхода 44 блока 3 результат вычитания записывается на регистр 29. Одновременно по сигналу с выхода 45 блока 3 производится перезапись содержимого регистра 32 (от предьдущего цикла) на регистр 30 с преобразованием в преобразователе 28. На сумматоре 31 производится сложение содержимого регистров 29 и 30. Результат г-ложения записывается на регистр 32 по сигналу с выхода 46 блока 3.

-2)

Начиная.с второго цикла и до конца с.емнадцатого цикла по сигналу с выхода .47 блока 3 (фиг.би) производится выдача информационных символов с выхода сдвигового регистра 1 через основной элемент И 2 и элемент ИЛИ 7 на выход устройства.

В восемнадцатом цикле по сигналу с вькода 48 блока 3 (фйГ.бк) аналогично производится вьщача первого проверочного символа, в девятнадцатом цикле - второго проверочного символа и т. зд. по сигналу с выхода 49 блока 3 четырнадцатого провероч- :ного символа..

Начало вьщачи тринадцатого прове- .рочного символа совпадает с началом обработки следующего блока информации.

Таким образом, устройство для коди- рования обеспечивает получение длины

25

информационного блока, равной 2 разрядных символов.

тпФормула изобретения

- до элементов И, 35

.

1. Устройство для кодирования по авт.св. № 1275782, отличаю- 30 щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния помехоустойчивости устройства и расширения области его применения за счет кодирования корректирующими кодами с информационной частью, кратной 2, в устройстве мезвду вторыми выходами формирователя первого проверочного символа и информа1:(ионными входами формирователей последующего проверочного символа введен блок

а между первыми выходами первого - (2t-1)-ro формирователей последующего проверочного символа и первыми входами второго - (2Ь)-го дополнительных элементов И ) введень первый - (2t-1)-й блоки

удлинения кода, вторые - четвертые входы которых соответственно подключены к первому выходу формирователя первого проверочного символа и (2t+10)-My и (2t+11)-My выходам блока управления, (2t+12)-й выход которого соединен с управляющими входами блока элементов И.

.2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок удлинения кода содержит сумматор, буферный регистр и первый и второй элементы И, первые входы которых являются соответственно первым и вторым вхо50

55

91496010

дами блока, тактовый вход буферного регистра является третьим входом блока, вторые входы элементов И объе- . динены и являются четвертым входом блока, выходы элементов Н соединены

10

с соответствующими входами сумматора, вькод которого подключен к информационному входу буферного регистра, выход которого является выходом блока.

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и является усовершенствованием устройства по а. с. номер 1275782. Его использование в системах передачи цифровой информации для борьбы с групповыми ошибками позволяет повысить помехоустойчивость устройства и расширить область его применения за счет кодирования корректирующими кодами с информационной частью, кратной 2^м. Устройство содержит сдвиговый регистр 1, элементы И 2,6, элемент ИЛИ 7, блок 3 управления, формирователь 4 первого проверочного символа и формирователи 5 последующего проверочного символа. Введение блоков 8 удлинения кода и блока 9 элементов И обеспечивает возможность кодирования указанными кодами, имеющими более высокую корректирующую способность, чем коды Рида - Соломона. 1 з.п. ф-лы. 6 ил.

18

/2

Л

13

/4

;j

фиг. 2

фие.З

Фиг.