Устройство для исправления пакетных ошибок модульными кодами Советский патент 1990 года по МПК H03M13/51 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки цифровой информации. Цель изобретения - повьшгение досто верности работы, На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - выполнение генератора синдрома; на фиг.Зпроверочная матрица кода (24,16); на . фиг. 4 - выполнение блока контроля; на фиг. 5 - временные диаграммы. Устройство содержит генератор 1 синдрома, переключатель 2, буферный регистр 3, ключевой элемент 4, счетчик 5 импульсов, дешифратор 6, первьй триггер 7, первый элемент 8 ИЛИ, сумматоры 9 по модулю два, мультиплексоры 10, блок контроля 11, первый элемент 12 И, второй элемент 13 ИЛИ, второй элемент 14 И и второй триггер 15. ИР фиг. 1 обозначены вход 16 начальной установки, тактовый вход 17,, информационный вход 18, информационные выходы JI9, контрольный выход 20 и выход 21 готовности. Генератор 1 синдрома содержит (фиг. 2) ячейки 22 памяти (триггеры) и сумматоры 23 по модулю два, подключение которых определяется порождающим многочленом входного кода (п, и -г). На фиг. 2 показано конкрет ое выполнение генератора 1 синдрома дпя многочлен. q.(x) + 1 при числе отброшенных символов .для кода (24, 16). Проверочна матрица для этого же кода приведена на фиг. 3 (здесь п 24). Блок 11 контроля содержит (фиг.4) г многовходовых сумматоров 24 по модулю два и элемент 25 ИЛИ-НЕ (г количество проверочных разрядов входного кода). Подключение входов каждого сумматора 24 ко входам блока 11 (к выходам мультиплексоров 10 определяется соответствующей строкой проверочной матрицы (фиг, 3). Например, для кода (24, 16) к первому сум матору 24 по модулю два надо подключить выходы мультиплексоров 10 с номерами 1, 2, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 14 и 17 и т.д. На фиг. 5 обозначены следующие си налы: а - импульсы начальной установ ки на входе 16; б - тактовые импуль сы на входе 17; в - входной код на входе 18; г - смена состояний в гене раторе 1 синдрома; д - переключение переключателя 2; е - смена состояний в буферном регистре 3; ж - тактовые импульсы на выходе ключевого элемента 4; 3 - смена состояний счетчика 5 импульсов; и - импульсы на выходе дешифратора 6; к - переключение триггера 7; л - импульсы на выходе первого элемента 8 ИЛИ; м - смена состояний в сумматорах 9 по модулю два; н переключение мультиплексоров 10; о сигнал на выходе блока 11 контроля; п - сигнал на контрольном выходе 20; р - сигнал на выходе 21 готовности; с - сигнал на выходе второго элемента 14 И; т - сигнал на выходе второго триггера 15. В основе работы устройства лежит следующее. , Среди пакетных ошибок выделяют так называемые модульные пакетные ошибки. Пакеты ошибок указанного вида располагаются в пределах ограниченного участка кодовой комбинации модуля. Такие ошибки характерны для устройств, в которых кодовое слово разбито на части и обрабатывается отдельно. Например, это может быть регистр на 24 разряда реализованный на микросхемах, в каждой из которых хранится 4 символа слова. Выход из одной микросхемы вызывает появление модульного пакета ошибок длиной Ъ 4 в определенном модуле слова. Для исправления подобных ошибок применяют так называемые модульные коды-, среди которых важное место занимают циклические модульные коды.у В отличие от циклических кодов, исправляющих любые пакеты ошибок, модульные коды требуют меньшего количества контрольных разрядов на одно слово, т.е. являются менее избыточными. Однако при.декодировании модульных кодов при помощи известного способа возникает эффект размножения ошибок, который заключается в том, что вместо исправления ошибочных инвер- тируются символы слова. Причина этого явления заключается в том, что некоторые немодульные сочетания ошибок дают тот же синдром, что и модульHKie. При последовательном декодировании известным способом исправляется тот символ, входящий в комбинации ошибок с одинаковыми синдромами, который раньше появится на выходе буферного регистра. Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени на вход 16 начальной установки приходит импульс, который устанавливает в исходное состояние триггеры 7, 15, счетчик 5, буферньй регистр 3 и генератор 1 синдрома. Нулевой потенциал присутствует на выходах всех элементов устройства (фиг. 5). Далее начинается фаза формирования синдрома ошибки. На выход 18 устройс ва noci упает последовательно кодовое ;слово по одному символу за такт. Так товые импульсы подаются со входа 16 на вход ключевого элемента А и проходят через него на блоки 1, 3, 5 и 11, так как на входе управления элемента 4 присутствует разрешающий нулевой потенциал. По переднему фронту тактовых импульсов информация заносится в генератор 1 синдрома и через переключатель 2 - в буферный регистр 3. ПерекШочатель 2 находится в нижнем положении, так как на его входе управления присутствует нулевой потенциал с выхода первого тригера 7. Этот же нулевой потенциал, поданный на первый вход первого элемента 12 И приводит к удержанию нулевого потенциала на контрольном выходе 20 и выходе 21 готовности. Счетчик 5 по заднему фронту импульсов, поступающих на его счетный вход, меняет свое состояние. Дешифратор б анализирует двоичный ход на выходе счетчика 5 и после отсчета п импульсов на его выходе появляется импульс, который через первый элемент 8 ИЛИ обнуляет счетчик 5 и переводит первый триггер 7 в единичное состояние. Переход триггера 7 в единичное состояние означает завершение фазы формирования синд рома ошибки. К одовое слово записано в буферный регистр 3, аи генераторе 1 ,синдрома находится синдром ошибки. Вторая фаза - фаза исправления оши . бок - начинается с того, что переключатель 2 переходит в верхнее положение, подключая ко входу буферного регистра 3 выход его последней ячейки, образуя тем самым циклический регистр сдвига. Далее возможны три ситуации. 1 - слосо принято без ошибок. этом в генераторе 1 синдрома находится нулевая комбинация, которая, поступая на вторые входы соответствую155 щих сумматоров 9 по модулю два, не изменяет значения символов кодового слова, поступающих на первые входы этих сумматоров 9 с выходов буферного регистра 3. Мультиплексоры 10 вьщают на своих выходах принятое слово без изменений. Блок контроля 11 проверяет это слово и при отсутствии ошибок на его зьгходе появляется единичный потенциал, который вместе с единичньм . потенциалом с вьгхода первого триггера 7 формируют единичный потенциал на выходе элемента 12 И и на контрольном выходе 20. Единица на этом выходе 20 означает отсутствие ошибок. Единичный потенциал с выхода элемента 12 И поступает на вход второго элемента 13 ИЛИ и вызывает появление на выходе 21 1отовности единичного потенциала, который означает, что обработка слова закончена. Единица с выхода элемента 13 ИЛИ закрывает ключевой элемен 4 и внешние тактовые импульсы не проходят черех него, что вызывает неизменное состояние всех элементов устройства до прихода нового импульса начальной установки. Таким образом, пользователь получает с выхода устройства кодовое слово., признак готовности и признак отсутствия ошибок. II - слово принято с ошибками, ошибки исправимы данньм кодом. В генераторе 1 синдрома формируется ненулевая комбинация, которая поступает на вторые входы сумматоров 9 и изменяет значения символов кодового слова, поступающих на первые входы этих сумматоров 9 с выходов буферного регистра 3. Мультиплексоры 10, управляемые по адресным входам счетчиком 5, переключаются по заднему фронту тактовых импульсов таким образом, что 11есмотря на сдвиги информации в герераторе 1 синдрома и буферном регистре 3, порядок расположения символов кодового слова остается неизменным. Блок контроля 11, стробируемый тактовыми импульсами, проверяет изменен- ное кодовое слово на отсутствие ошибок. Если изменение было сделано неправильно, на выходе блока контроля 11 остается нулевой потенциал. Следующий тактовый импульс циклически сдвигает информацию в буферном регистре 3 и генераторе синдрома 1. Сумматоры 9 по модулю два изменяют другие символы слова в соответствии со сдви715нутым синдромом, а блок контроля 11 лроперяет правильность коррекции. Допустим, что на некотором такте (к п) комбинация ошибок в слове совпала с синдромом, хранящимся в генераторе 1 синдрома. Тогда сумматоры 9 инвертируют ошибочные символы, а блок контроля 11 вьщает едш{ицу на своем выходе. Как и в предыдущем случае, появление един1щы на выходе блока контроля 11 вызывает закрытие ключево го элемента 4, что фиксирует относи.тельное положение кодового слова и синдрома ошибки. На выходах муяьтиплексоров 10 присутствует исправленно слово, а на выходах 20 и 21 - единичные noTeHi ajTbt, означающие отсутствие ошибок и конец обработки слова. Описанная ситуация показана левой половиной на фиг. 5. HI - слово принято с ошибками, которые неисправимы данным кодом. Работа устройства аналогична описанной, но блок контроля 11 не выдаст единицы при ОТНОСИТЕЛЬНОМ ПОЛОЖвНИИ .слова и синдрома. Ключевой элемент 4 остается открытым до тех пор, пока в фазе исправления через него не пройдет п тактовых импульсов. Кодовое сло во занимает при этом в буферном регистре 3 первоначальное положение. Срабатьшает дешифратор 6, появление импульса на выходе которого совмрстно с единицей на выходе первого триггера 7 вызывает переход в единичное состояние второго триггера 15, единица с выхода которого проходит через элемент 13 ИЛИ и/закрьюает элемент 4, зафиксировав состояние устройства, На выходе 21 готовности появляется сигнал обрабо гки, а на выходе 20 остается нулевой потенциал, что означает неисправимость ошибок в слове (правая половина фиг, 2). Для декодирования нового слова надо подать сигнал начальной установки и далее работа устройства повторяется. Программные испытания для модульного кода (24, 16), полученного из кода (60, 52), порождаемого многочленом q(x)t х -ьх +х4-1, показали, что в устройстве правильно корректиpyjoTCH все модульные ошибки. Формула изобретений Устройство для исправления пакет.,ых ошибок модульными кодами, содер5жащее генератор синдрома, информационный вход которого является информа- ционным входом устройства, буферный рагистр, вход обнуления которого объединен с входами обнуления генератора синдрома и первого триггера и первым входом первого элемента ИЛИ и является входом начальной установки устройства, второй элемент ИЖ, первый и второй элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом обнулення счетчика импулвсов, выходы которого подключены к входам дешифратора, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и счетному ; входу первого триггера,.счетные входы счетчика импульсов, буферного регистра и генератора синдрома объедийены, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности в работе, в устройство введены с первого по г-й сз мматоры по модулю два (г - количество проверочных разрядов входного кода), с первого по п-й мультиплексоры .(п - общее количество разрядов входаого кода-), блок конт роля, второй триггер, переключатель и ключевой элемент, информационный вход которого является тактовым входом устройства, выход первого триггера подключен к первым входам элементов И и управляющему входу пере ключателя, первый информационньй вход которого подключен к информационному входу устройства, выход переключателя соединен с информационным входом буферного регистра, вьгходы с (п - г + 1)-го по (п - 1)-й разрядов которогоподключены к первым входам соответственно с первого по (г-1)-и сумматоров й6 модулю два, выход п-го разряда буферного регистра соединен с первым в халом г-го сумматора по моДУлю два и вторым информационным входом переключателя, с первого по г-й-: выходы генератора синдрома подключены к вторым входам соответствующих сумматоров по модулю два, выходы первого - (п - г)-го разрядов буферного регистра и вьгходы первого - г-го сумматоров по модулю два соединены с i-ro по {In + i- 1Imod п)-й информационными входами 1-го мультиплексора (i 1, п), адресные входы всех мультиплексоров соответственно объединены и подключены к выходам счетчика импульсов, выходы в первого по .-; п-й мультиплексоров подключены к со-

ответствующим вхолям блока контроля и являются информацнонньми выходами устройства, выхол блока контроля подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и является контрольньм выходом устройства, второй вход пторого элемента И подключен к выходу дешифратора, выход второго элемента И соединен со счетным входом второго триггера, вход обнуления которого подключен к входу начальной установки устройства, выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента Р1ПИ, выход которого подключен к управляющему входу ктпочевого элемента и является выходом готовности устройства, выход ключевого элемента соединен с тактовым входом счетчика имп льсов и (п + 1)-м входом блока контроля.

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование в системах обработки цифровой информации позволяет повысить достоверность работы. Устройство содержит генератор 1 синдрома, буферный регистр 3, счетчик 5 импульсов, дешифратор 6, триггер 7, элементы ИЛИ 8,13 и элементы И 12,14. Благодаря введению переключателя 2, ключевого элемента 4, R сумматоров 9 по модулю два, N мультиплексоров 10, блока 11 контроля и триггера 15 в устройстве обеспечивается исправление всех модульных ошибок для выбранного кода. 5 ил.