Устройство для исправления ошибок Советский патент 1989 года по МПК H03M13/51 

31 50

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в устройствах защиты от ошибок аппаратуры передачи данных.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления; на фиг. 3 - функциональная схема блока анализа синдрома.

Устройство (фиг. 1) содержит регистр 1 сдвига, сумматор 2 по модулю два, датчик 3 ошибок, счетчик 4 импульсов, формирователь 5 синдрома информационной последовательности, блок 6 элементов ИЛИ, формирователь 7 проверочной последовательности, блок 8 анализа синдрома, блок 9 управления, счетчик 10 импульсов.

Датчик 3 ошибок предназначен для формирования вектора ошибки в соответствии с позициями ошибок (единиц) поступающих от блока 8 анализа синдрома. Он состоит из двух регистров последовательно-параллельного типа разрядностью k (длина информационной части кодовой комбинации). Формирователь 5 синдрома информационной последовательности предназначен для вычисления оснбвного и модифицированных синдромов путем поразрядного сложения по модулю два строк проверочной матрицы. Блок 6 элементов ИЛИ содержит 1 двухвходовых элементов ИЛИ, где 1 tlogjR + 1; п - разрядность входного кода. Блок 8 анализа синдрома предназначен для определения принадлежности синдрома, поступающего из блока 5, к одному из видов: нулевой синд ром, синдром , одиночной ошибки, синдром двойной ошибки и т.д. - синдром (с-1)-й ошибки, 1 де t - кратность исправляемой ошибки.

Блок 8 (фиг. 3) состоит из группы 11 элементов И, селектора 12 нулевого синдрома, селектора 13 синдрома одиночной - (с-1)-й ошибок, триггера 14, элемента ИЛИ 15, элемента ИЛИ 16 и формирователя 17 импульсов.

Группа 11 элементов И выполняет роль ключей, имеющих n-k входов поступления синдрома и вход, по которому поступает сигнал окончания вычисления синдрома от счетчика 4 импульсов, обеспечивающий разрешение поступления синдрома на селекторы 12 и 13.

4

Селектор 12 )|улевого синдрома имеет n-k входов и один выход, Он обеспечивает на своем выходе сигнал О, синдром, поступающий на его вход, нулевой (состоит из одних нулей), и 1, если синдром ненулевой (хотя бы в с.дной позиции есть единица). По своей логической функдни селектор 12 нулевого синдрома вьшолняет операцию дизъюнкции -и может быть выполнен из группы элементов ИЛИ, имеющей n-k входов и один .

Селектор 13 формирует па своем выходе 1, если синдром принадлежит одиночной, двойной и т.д. - (с-1)-й ошибкам, и О, если это не обеспечивается. Он может быть

вьпюлпен в виде электрически программируемого ПЗУ, имеющего k входов. По двоичным кодам синдромов, принадлежащих одиночной, двойной и т.д. - (с-1)-й ошибкам, как по адрасам в соответствующие ячейки ПЗУ

записываются

по остальным ад

ресам на выходе ПЗУ - О.

Блок 9 управления (фиг. 2) содержит 1 енератор 18 импульсов, дешифратор 19, счетчик 20 импульсов, элемент 21 запуска, элементы И 22-26, формирователи 27-29 импульсов, элементы НЕ 30-32, элементы 33-36 задержки, элементы ИЛИ 37 и 38. Генератор 18 генерирует прямоугольные импульсы с частотой, обеспечивающей получение между основными тактовыми импульсами, подаваемыми на вход гсчетчика 4, количества импульсов

k.

Элемент 21 запуска обеспечивает выдачу перепада напряжения от нуля до единицы при включении ис- точника питания устройства и представляет собой интегрирующую RC-це- почку, подключенную к источнику постоянного напряжения, к конденсатору которой последовательно подключены два элемента НЕ, выход последнего из которых является выходом элемента.

Устройство работает следующим образом.

В начальный период работы от блока 9 ь счетчик 4 импульсов и блок 8 анализа синдрома поступает сигнал начальной установки. Принимаемая комбинация поэлементно поступает в

pei ncTi 1 v , uuii a и ф(Ч, -п1)(и;гг(чь 3 синдрома )маии1П1И()й иос:л ;и)на- те.чьиости. CiiH/upoN вычисляется пора:; ря;и1ым сл(1жеи11ем по модулю два строк п рои ера ч но и матрицы, с;оответствуюии1Х единицам в припятоГ кодовой комбинации. При этом двоичный номер анали- зируемо1 о элемента принятой комби- .нации с выхода счетчика 4 через блок 6 элементов ИЛИ подается на вход фор мирователя 7 цроверочной последовательности, на выходе которого устанавливается (n-k)-разрядная двоичная комбинация соответствующей строки проверочной матрицы. По окончании приема п-разрядной кодовой комбинации в счетчике 4 имцульсов вьфабаты- вается сигнал окончания вычисления синдрома, которьй поступает в блок 8 анализа синдрома и блок 9.

В случае отсутствия оШибок синдром равен нулю. В блоке 8 в этом случае не вырабатывается сигнал, обеспечивающий запуск счетчика 10 и блока 9, Принятая комбинация с выхода регистра 1 сдвига без изменений поступает на выход устройства.

В случае наличия ошибок в кодовой комбинации синдром не равен нулю, что фиксируется в блоке 8,-с выхода которого в блоки 10 и 9 поступает сигнал, разрешающий работу счетчика 10, на вход которого начинают поступать поочередно с выхода блока 9 импульсы. Фиксация этого сигнала осуществляется в блоке 8 по импульсу, посгупающему с выхода блока 9 на его вход. С выхода блока 10 1-разрядная кодовая комбинация, соответст- вуклдая номеру поступающего импульса, подается в блок 6-элементов ИЛИ, с i выхода которого она поступает в формирователь 7, на выходе которог о устанавливается первая (n-k)-разрядная комбинация строки проверочной матрицы, поступающая в блок 5. В последнем происходит вычисление модифици- рзованного синдрома, которьй с вько- да блока 5 поступает б блок 8 анализа синдрома.

Если модифицированНЫ11 синдром ненулевой и не принадпежит ни к одному из видов (t-l)-x ошибок, исправляемых кодом, то сигналы на первом и втором выходах блока 8 отсутствуют,

8результате с седьмого выхода блока

9поступает и торой импульс на вход блока 5, где происходит демодифика10

15

20

25

I2 )6

цпя син;1рог.)а, т.е. М1лдифицирова11иыГ( синдром вторично ск. 1а;1ЬП:1ается по мо/iy- J1KI два с той же стрелкой iiponepo4M(M i матрицы, устпнонлеиноП на Bxcvie блока 5. В итоге и Гиюке 5 остается основной синдром, вычисленньт ранее по принятой кодовой комбинации. Ввиду отсутствия сигнала на третьем входе датчика 3 ошибок в него записывается ноль по сигналу, поступающему с выхода блока 9.

Наличие сигнала на втором входе счетчика 10 разрешает подсчет очередного импульса, поступающего на ei o вход, и вычисление в блоке 5 следующего модифицирова} ного синдрома. Если он также ненулевой и не принадлежит ни к одн(.)му из видов (t-l)-x ошибок, исп11авляем1,1Х кодом, устройство исправлс ния oinn6iiK работает, как и ранее, с з) очередного нуля в регистр датчика 3 ошибок.

Если оче1)едной модифицирова)1яьц} синдром ока: ЬГ1 ается нулевым, что свидетельствует об определении одиночной ошибки, то на выходе -Мока В появляется импульс и в 11егистр датчика 3 о1ииПок записыпается единица. С входа счс тчика 1и снимется сигнал (устанавливает оя ноль.) и счетчик ус- . ыавлинается по выходу в нулевое состояние. OTCVTCTI MC на входе блока 9 Ilpe/ oI;J)eдe.яeт также отсутствие на его шестом выходе импульсов, поступ;1К)щих в счетчик 10. Нулевая 1-разрядная комбинация, поступающая со счетчика 10 через блок 6, устанавливает на выходе бл(жа 7 нулевую (n-k)-разрядную комбинацию. Наличие сигнала на втором выходе блока 8 запрещает в блоке 9 фop вlpoвa- ние на его выходе второго импульса для демодификации синдрома.

С второго выхода блока 9 продолжают поступать импульсы на вход датчика 3 ошибок, продвигая записанную в нем информацию. Всего на вход датчика 3 поступает k импульсов, что соответствует числу элементов в информационной части кодовой комбинации. После этого блок 9 вырабатывает на четвертом и пятом выходах импульсы перезаписи вектора ошибки с нижнего регистра датчика 3 в верхний в параллельном коде. Поступающие на вход датчика 3 iактовые импульсы обеспечивают продвижение вектора ршибки в верхнем peiистре датчика и

30

35

40

45

50

55

соотпетстиукицео суммироиапие luj мпду лю два в сумматоре 2 с кодовой комбинацией, ранее записанной п ре.гистре 1 . В результате исправленная кодовая комбинадия поступает на выход устройства.

При наличии двух ошибок в кодовой комбинадии их исправление происходит так же, как и в случае однократной ошибки, с той лишь разницей, что при модификации основного синдрома в блоке 5 и дальнейшем его анализе в блоке 8 на его первом выходе появляются последовательно импульсы, соответствующие однократному синдрому и нулевому синдрому. При появлении импульсов, соответствующих однократному и нулевому синдромам на выходе блока 8, фор 1ируется сигнал, который подается на вход блока 9 и не разрешает поступление второго импульса на вход блока 5 для демодификации си1 нала.

При наличии с ошибок в кодовой комбинации на первом выходе блока 8 анализа синдрома последовательно возникают импульсы, соответствующие последовательному появлению (t-1)-, (г-2)-кратного и т.д. до нулевого синдрома включительно. Работа устройства в этом случае протекает аналогично, Демодификация сигнала не производится в моменты, соответствующие определению (t-1)-, (с-2)-крат ного и т.д. до нулевого синдрома включительно.

Когда в кодовой комбинации содержится более t ошибок, что превьпиает исправляющую способность корректирующего кода, но не превьш1ает ei o обнаруживающей способности, на первом выходе блока 8 анализа синдрома не возникают импульсы и в датчик 3 ошибок записывается полностью нулевая комбинация. После окончания цикла счета счетчиком 4 импульсов его сигнал, поступающий на второй вход блока 9, формирует импульс, обеспечивающий сброс триггеров в блоке 5 в нулевое состояние для нормальног о функ циоиирования устройства при обработке следующей кодовой комбинации.

Формула изобретения

1,Устройство для исправления ошибок, содержащее регистр сдвига, выход которого подключен к первому входу

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

сумматора по модулю два, пер)ЫЙ счетчик импульсов, НЫХО/Ц.1 КОТОрО С1 Пс1Дключеиы к первым входам элементов ИЛИ блока, выходы которого через формирователь проверочной последовательности подключены к первым входам формирователя си. дрома информационной последовательности, второй вход которого подключе) к выходу блока управления, второй выход которого соединен с первым входом датг.- чика ошибок, выход которого подключен к второму входу сумматора по модулю два, выход которого является выходом устройства, информационный вход регистра сдвига объединен с третьим входом формирователя синдрома информационной последовательности и является информационным входом устройства, третий выход блока управления подключен к первому входу первого счетчика импульсов, второй вход которого объединен с вторым входом датчика ошибок, тактовым входом регистра сдвига и является тактовым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй счетчик импульсов и блок анализа синдрома, перЬый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему входу датчика ошибок и первому входу блока управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к четвертому и пятому входам датчика ошибок и первому входу второго счетчика импульсов, выход которого подключен к вторым входам элементов ИЛИ блока, выход первого импульсов подключен к первому входу блока анализа синдрома и второму входу блока управления, седьмой выход которого подкл)очен к четвертому входу формирователя синдрома информационной последовательностн, выход которого соединен с вторьм входом блока анализа синдрома, третий выход которого подключен к второму входу второго счетчика импульсов и третьему входу блока управления, восьмой выход которого соединен с третьим входом блока анализа синдрома, четвертый вход которого подключен к третьему выходу блока управления. I

2. Устройство по п. 1, о т л и- чдющееся тем, что блок упргЗвления содержит формирователи импульсов элементы задержки, элементы И, элементы НЕ, элементы ИЛИ, счетчик импульсов, дешифратор, генератор импульсов и элемент запуска, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И и является третьим выходом блока, выход генератора импульсов подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первыми входами счетчика импульсов и четвертого элемента И и входами первого и второго элементов задержки, выход первого формирователя импульсов подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов, выходы которого подключены к соответствующим входам дешифратора, выход которого через первый элемент НЕ соединен с вторым входом третьег о элемента И и входом второго формирователя импульсов, выход которого является четвер- тым выходом блока и подключен к входу второго элемента НЕ, выход которого является пятым выходом блока и подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И является шестым выходом блока и подключен непосредственно к второму входу первого элемента ИЛИ и через третий элемент задержки к первому входу второго элемента ИЛИ и входу четвертого элемента задержки, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, выход третьего элемента НЕ. подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго эле- MjEHTa ЛЛИ, выход .которого является седьмым выходом блока, выход второго элемента задержки подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, выход

0

5

0

5

0

5

0

которого является восьмым выходом блока, выход третьего формирователя импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого является первым выходом блока, вход третьего формирователя импульсов объединен с третьим входом третьего элемента И и является вторым входом блока, вход первого формирователя импульсов объединен с вторым входом четвертого элемента И и является третьим входом блока, вход третьего элемента НЕ и выход первого элемента |задержки являются соответственно первым входом и вторым выходом блока. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок анализа синдрома содержит формирователь импульсов, триггер, элементы ИЛИ, селектор нулевого синдрома, селектор 1-(t-1)-ro синдромов (где t - кратность исправляемой ошибки) и группу элементов И, выходы которых подключены к входам селектора нулевого синдрома и селектора 1(-с-1)-го синдромов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход селектора нулевого синдрома подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и D-Бходу триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к вторым входам второго и первого элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ является вторым выходом блока и подключен к входу формирователя импульсов, выход которого является первым выходом блока, R-вход и С-вход триггера и выход второго элемента ИЛИ являются соответственно четвертым и третьим входами и третьим выходом блока, п ервые и вторые входы элементов И группы являются соответственно перрьм и вторыми входами блока.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в устройствах защиты от ошибок аппаратуры передачи данных. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство позволяет за счет уменьшения числа переборов до величины К повысить быстродействие и может работать в реальном масштабе времени с большими скоростями передачи данных, чем известное устройство. Устройство для исправления ошибок содержит регистр 1 сдвига, сумматор 2 по модулю два, датчик 3 ошибок, счетчик 4 импульсов, формирователь 5 синдрома информационной последовательности, блок 6 элементов ИЛИ, формирователь 7 проверочной последовательности, блок 8 анализа синдрома, блок 9 управления и счетчик 10 импульсов, 2 з.п.ф-лы, 3 ил.