Устройство для вычисления контрольного кода

09) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗСЮ С 06 Р 11/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и ОтнРытий(56) 1. Контроль Функционирования больших систем, Под ред. Г.П. Шибанова. М., "Машиностроение", 1977, с. 115-131.2. Авторское свидетельство СССР 9 503243, кл. С 06 Р 11/08,1974 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО КОДА, содержащее регистр и сумматор, причем выходы сумматора соединены с информационными входами регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью его упрощения, устройство содержит группу сумматоров по модулю два, счетчик количества информационных подблоков, счетчик количества элементов и группу элементов И, причем информационные входы устройства соединены с первыми информационными входами соответствующих сумматоров группы по модулю два,выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, тактовыйвход устройства соединен со счетнымвходом счетчика количества элементов, выход переполнения которого соединен со счетным входом счетчикаколичества информационных подблоков,выход каждого разряда которого соединен с вторым входом соответствующего сумматора группы по модулю два,каждый -й разряд регистра (где1 п, а п - количество разрядовв элементе информации) соединен свторым входом (+1)-го разряда сумматора, выход переноса сумматора соединен с входом переноса сумматора,информационные выходы регистра соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы выход переполнения счетчика количества информационных подблоков соединен с вторымивходами элементов И группы, выходыкоторых являются выходом контрольного код. устройства.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системе передачи и обработки информации.Известны устройства для вычисления контрольного знака, в частности устройства, служащие для вычисления контрольной суммы по модулю 2,2; (2-1) и (2 +1), где и - длина информационного элемента в двоичном 1 О коде (для байта и = 8 бит). Вычисление контрольной суммы по шой 2 позволяет определять искажение одного бита в кодом слове, а вычисление контрольной суммы по модулям 2 , (2 - 1) 15"о па и (2+1) позволяет определять произ - вольные ошибки в пределах одного информационного элемента длины по 1.Устройства характеризуются простотой реализации, однако они не позволяют определять ошибки возникающие из-за перестановки элементов сообщения, так как при перестановке слагаемых (информационных элементов) сумма по модулю не меняется. ,15Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для вычисления контрольного кода, содержащее блок хранения весовых коэффициентов, блок поправок, в который входят регистр накопления суммы и сумматор, блок определения дополнения до модуля, блок управления и вывода, тактовый генератор 21.Недостатком известного устройства35 является то, что для вычисления контрольного знака требуется производить большое количество арифметических действий, а это не позволяет кодировать один информационный элемент за один-два такта. Кроме того, длина информационного слова ограничена, так как 1 с К с И - 1, где К - длина информационного слова, М - модуль.45Целью изобретения - упрощение уст ройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления контрольного кода, содержащее регистр и сумматор, причем выходы сумматора . соединены с информационными входами регистра, введены группа сумматоров по модулю два, счетчик количества информационных подблоков, счетчик количества элементов, и группа элементов 55 И, причем информационные входы устрой. ства соединены с первыми информационными входами соответствующих сумматоров группы по модулю два, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, тактовый вход устройства соединен со счетным входом счетчика количества элементов, выход переполнения которого соединен со счетным входом счетчика количества информационных подблоков, выход каждого разряда которого соединен с вторым входом соответствующего сумматора группы по модулю два, каждый Ъ-й разряд регистра (где 1 = 1 п, а и количество разрядов в элементе информации) соединен с вторымвходом (1+1)-го разряда сумматора, выход переноса сумматора соединен с входом переноса сумматора, информационные выходы регистра соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы переполнения счетчика количества информационных подблоков соединен с вторыми входами элементов И группы, выходы которых являются выходом контрольного кода устройства.В устройстве используется следующий алгоритм вычисления контрольного кода.Пусть для защиты информационного слова М, = С а а,арнеобходимо вычислить контрольный знак Ь, гдеОо1 (2, а; = а а 2 а 1 ь, 1 = 1,К а;Я 6 Р(2) и= ,йо Если 1 с Ксп, то Ь:-(2 а, + + 2 по-г а 2 а, ) тос 3(2 а) Эту сумму за К тактов суммирования можно получить следующим образомтакт 11 такт 111 такт и т,дь,=а, Ь,=2 о,1 а Б,=2(2 д,а о 5Ь,=222 фа+а,фа,а.а, Да. Нетрудно показать, что2212(2 о,+а,а а, оДа=поО=2а,2 а," гс 1 2 оаЕсли по по с. с 2 по гопо- "л" по 2 о,", до2 о"то 12),-Логде аозначает, что информационп,гные элементы второго подблока суммируются синверсией всех разрядов, т,е. на вход сумматоров они поступают предварительно с инверсией всехразрядов., га," ",.,12 оо . о2 1 т огде аозначает, что на вход сумматора информационные элементы третьего подблока поступают с инверсией всех разрядов кроме первого и т.д. при (2 -1)по ( К ( и 2 о Ь 2 в Ь + Ь, (2 " адо,1 д +,+о1 о(2" . )2- ".а "1"ф"- где ауо,1 д означает, что информаОогпоционные элементы 2 подблока суммируются с инверсией первых разрядов.Процедура инвертирования разрядов информационных элементов, начиная 20 со второго по 2 о подблоки, осущецоствляется с целью обнаружения и таких возможных ошибок, которые могут возникнуть при перестановке элементов с одного подблока в другой с оди иаковыми весовыми коэффициентами.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит регистр 1, сумматор 2, группу сумматоров 3 по Зо модулю 2 , счетчик 4 количества информационных подблоков, счетчик 5 количества элементов, группу элементов И 6 для блокировки выходов регистра и выдачи контрольного знака, информационный вход 7 устройства, тактовый вход 8 устройства.и -разрядный регистр 1 предназначен для хранения предыдущих сумм произведения информационных элемене тов на степенные коэффициенты 2 (где= О, по -1) в процессе кодирования, а также выдачи контролируемого кода Ь через группу элементов 6 после завершения кодирования.Сумматор 2 состоит из одноразрядных сумматоров на три входа в количестве и штук, которые по переносу в старший разряд соединены последовательно, а перенос одноразрядного сумматора и позиции соединен с входом первой позиции одноразрядного сумматора, образуя сумматор на 2 п входа по шой (2 о -1). Сумматор предназначен для суммирования предыдущей суммы произведения информационных элементов на степенные коэффициенты 2 , хранившихся в регистре 1, с очередным информационнымэлементом а; по щось (2 -1),С входов , устройства.п -разрядоные информационные элементы параллельно поступают на входы сумматора 3 помодулю два, а с входа 8 приема тактовых сигналов устройства тактоваячастота поступает на вход счетчика 5.Выходы счетчика 4 соединены с соответствующими входами сумматора 3 для осуществления процедуры инвертирования1разрядов информационных элементовв момент прохождения через сумматор3 по рассмотренному алгоритму,Для осуществления операции умнопожения на 2 по шой (2 -1) выходы регистра 1 соединены с входами блока 2со сдвигом влево на одну позицию, астарший и -разряд регистра 1 соединен с входом одноразрядного сумматора первого разряда блока 2. Такоесоединение позволяет преобразоватьрезультат умножения на 2 больше чем(2 о) и, шоД (2"о) Перед началом работы устройство устанавливается в исходное положение. В таком положении счетчики 4 и 5 и регистр 1 обнулены, а входь элементов И группы 6 блокировань 1 сигналом, поступающим со счетчика 4,Пусть первый информационный элемент а 1 и соответствующий тактовый сигнал поступает соответственно на входы 7 и 8 устройства. Так как счетчик 4 обнулен, то все разряды элемента а без изменения пройдя через сумматоры 3 и 2, записываются в регистр 1, а в счетчике 5 счет устанавливается на 1. Второй информационный элемент а без изменения разря 2дов,пройдя через блок 3, поступает на входы сумматора 2 и суммируются со сдвинутым на один разряд влево значением регистра 1, т.е. с 2 а . Результат суммы (2 а 1 + а), преобразованный по вой (2 о)(если 2 а +по+ а, ) 2 о в 1), записывается в регистре 1.После ввода второго элемента в счетчике 5 счет устанавливается на 2. Таким образом, суммируются и все остальные элементы первого подблока и после суммирования последнего а элемента в регистре 1 формируется результатЬ = (2 о;а + 2 о ,аоПосле ввода элемента а в счетцо чике 4 счет устанавливается наьь(2 -1) (все и разряды единицы), и со всех разрядов счетчика 4 сигналы поступают на входы сумматора 3 и оста- ются до завершения кодирования всех и элементов второго подблока. Первый Ээлемент а второго подблока, посту 001пив на вход сумматора блока 3, проходит через него с инверсией всех 0 разрядов и в сумматоре 2 суммируется со сдвинутым на один разряд значением регистра 1, т.е. с 2(2 о а,+ + 211а + + 2 а) шой(2 - 11. Результат суммы 2 (2 ь а+ 2 " а + 15 + 2 а ) + а"дзаписывается в региистре 1. Таким же образом, с инверсией всех разрядов, кодируются все остальные элементы второго подблока. В результате после кодирования а20о элемента (последний элемент второго подблока) в регистре 1 формируется значениейо, и а в счетчике 4 счет устанавливается на (2 -2), т,е. на единицу уменьшает"ься. Так как первый разряд счетчика 4 30 равен нулю, то все элементы третьего подблока поступают на вход блока 2 без инверсии первых разрядов, После кодирования всех элементов третьего подблока в счетчике 4 счет устанавливается на (2 ь -3) . В этом случае"ьвсе элементы четвертого подблока через сумматор 3 поступает на входы сумматоров блока 2 без инверсии вторых разрядов.Таким же образом кодируются и элементы остальных подблоков, После кодирования последнего а 2 элементаьопо1 ьподблока 2 ь устройство переходит в режим выдачи контрольного кода, На выходе переполнения счетчика 4 появляется сигнал, который разблокировывает входы клапанов 6, и контрольный знак через блок 6 поступает в канал вслед за информационными элементами. После передачи контрольного знака устройство переходит в исходное состояние. Устройство позволяет автоматически генерировать весовые коэффициенты и реализовать процесс кодирования одного информационного элемента за один такт.Предла гаема е устройств о зн ачительно проще известного, так как в нем отсутствуют такие узлы, как блок хранения весовых коэффициентов, блок определения поправки и блок определения дополнения до модуля, и найдет применение в вычислительной технике для защиты хранимой и обрабатываемой информации (защита управляемых программ, пакетов программ, массивов и т.д.), в системах передачи данных (мультиплексоры, устройства защиты от ошибок, групповые устройства повышения достоверности и т.д.) и в автоматизированных системах управления,1101826 Составител гал рректор В. Бутяг Редактор В. Данко ехред А. Бабине Тираж 699 осударственног ам изобретений сква, Ж, Ра Заказ 4769/33ВНИ Под писР комитетаи открытий по 13035, шска д, 41 ППП "Патент"; г. Ужгород, ул. Проектная