Устройство для декодирования двоичных кодов хэмминга

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) 111) 14 НОЭМ 70 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ц ВТОРСНОМУ С ТЕПЬСТВУ технич во ССС1980СССР4, 198РОВАНИЯ к автомаке, Его ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Новосибирский электркий институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕКОДДВОИЧНЫХ КОДОВ ХЭММИНГА(57) Изобретение относитстике и вычислительной тех использование в аппаратуре передачиданных по каналу с помехами позволяет повысить ее быстродействие и надежность за счет упрощения устройства. Устройство для декодирования двоичных кодов Хэмминга содержит решающий блок, регистры сдвига, группутриггеров, сумматор, счетчики импульсов, ключи, элементы И, группуэлементов И и элемент ИЛИ, Благодарясоответствующим соединениям этих блоков устройство упрощается, а вычисление синдромов ошибок и коррекцияпоследних ускоряются. 1 з.п. ф-лы,2 ил13075Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в аппаратуре передачи данных по каналу с помехами.Цель изобретения - повышение на 5дежности устройства путем его упрощения, а также повьшение его быстродействия.На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства10Устройство содержит вход 1, решающий блок 2, элемент ИЛИ 3, первый -шестой элементы И 4-9, первый 10 ивторой 11 регистры сдвига, ключи 12,группу 13 элементов И, группу 14 триггеров, первый 14 и второй 16 счетчики импульсов, первый 17 и второй 18триггеры, сумматор 19, тактовую шину20 и выходы 21 устройства.На фиг.2 представлена схема решаю в 20щего блока,Блок 2 состоит из компараторов 22и 23, элемента НЕ 24, элемента И 25и КБ-триггера 26.Устройство для декодирования двоичных кодов Хэмминга работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры 17и 18 устройства находятся в нулевомсостоянии. 30Посылка двоичных символов закодирования в коде Хэмминга поступает свхода 1 устройства на вход решающегоблока 2, При помощи решающего блока 2осуществляется разделение приходящейиз линии связи комбинации на две:комбинацию ошибок типа стирание ипринятую комбинацию, у которой стертые позиции заменены нулями,Декодирование последовательности 40состоит из трех циклов: цикла приемаинформации, обнаружения двойной ошибки и исправления стертого разряда,цикла вычисления синдрома оциночцойошибки и цикла исправления одиночных 45ошибок типа трансформация.Так как триггер 17 находится в нулевом состоянии, то элемент И 4 открыт и тактовые импульсы поступают сшины 20 на тактовые входы первого 10 50и второго 11 регистров сдвига, припомощи которых осуществляется записьинформации, поступающей с выходов решающего блока 2, причем в регистр 10сдвига записывается последовательность, у которой стертые разряды заменены нулями, а в регистр 11 сдвигазаписывается последовательность укоторой единица стоит на первой стер 93 2той позиции, а ца остальш 1 х позициях стоят нули. Это происходит следующим образом. Как только на выходе первого разряда второго регистра 11 сдвига появляется уровень" означающий, что в принимаемой последовательности есть ошибка типа стирание, дальнейшая запись во второй регистр 11 сдвига ошибок типа стирание прекращается, так как сигнал, поступающий с. первого разряда регистра 11 на управляющий вход решающего блока 2, устанавливает ца втором выходе решающего блока уровень О независимо от входной ицформации, т.е, во второй регистр 11 сдвига записывается только одна единица, Одновременно информация, подлежащая записи в первый регистр 10 сдвига, поступает ца один из входов элемента И 8. На другой вход этого элемента поступают тактовые импульсы, подсчет которых осуществляется при помощи счетчика 16 импульсов. При помощи элемента И 8 происходит. формирование паузы между информациоццыми символами, Далее информационная последовательность поступает на счетный вход триггера 18, Необходимость в формировании пауз вызвана тем, что противном с.пучае при наличии в информационной госледовательности двух и более единиц, стоящих подряд, триггер 18 воспринимает их как один импульс, так как он работает по фронту входных сигналов, Триггер 18 производит подсчет числа единиц, записанных в регистр 10 сдвига. Конец первого цикла определяется при помощи элемента И 5. Как только на всех прямых выходах счетчика 16импульсов появляются уровни 1 , эл емент И 5 открывается , триггер 1 7 .у ст ан авлив ае т ся в единич н ое состояние , а элеме нт И 4 з а крыв ае т с я , В р е з ул ьтате прекращается поступление т ак товых импульсов ц а тактовые входы р егист р о в 1 0 и1 сдвига и, с о отв е тс тв е нЪосдвиг и цфо рм а ции в них . Если число единиц , з а пис а и ных в первый р егис тр 1 0 сдви г а к ко н цу первого цикл а,. нечетное , то н а инверсном выходе триггера 1 8 появляется ур о в е н ь О , элемент И 9 закрывается и н а сл е дующем такте н е пр ои с х оди т перезаписи информации , з а пис а н н ой в о втором р еги с тр е 1 1 сдви г а , в первый регистр 1 0 сдви га , Если число единиц четное , т о ца и н в е р с цом выходе т рп г г е р а 1 8 к концу первого цик.л а с охр а и я е т 13075ся уровень "1", который поступает на один из входов элемента И 9,На следующем такте второй счетчик 16 импульсов устанавливается в нулевое состояние, на выходе элемента И 65 появляется уровень "1", который при - водит к тому, что на выходе элемента И 9 также устанавливается уровень "1", Вследствие этого открываются ключи 12 и "1", записанная в регистре 11 сдвига, переписывается в соответствующий разряд первого регистра 10 сдвига. Таким образом происходит коррекция ошибки типа стирание.Далее по заднему фронту сигнала, поступающего с выхода элемента И 6, триггер 17 устанавливается в нулевое состояние, Элемент И 4 открывается, и тактовые импульсы вновь начинают поступать на тактовые входы первого 10 и второго 11 регистров сдвига, в результате чего осуществляется сдвиг информации в них вправо. Информационная последовательность, записанная в регистре 1 О сдвига, выталкивается из него и поступает на один из входов сумматора 19 и на объединенные между собой входы группы 13 элементов И. Так как на выходе элемента И 7 находится сигнал, равный вО", то информационная последовательность с поступлением тактовых импульсов без изменения перезаписывается через элемент ИЛИ 3 в первый регистр 10 сдви 35 га. Одновременно в зависимости от состояния счетчика 16 импульсов изменяются режимы работы группы 13 элементов И, которые осуществляют разделение символов двоичного кода Хэмминга, Разделенные символы поступают на счетные входы группы 14 триггеров, которые позволяют осуществить операцию сложения по модулю два и запомнить результат сложения. Каждому со четанию состояний триггеров группы 14 соответствует синдром ошибки, который указывает номер повреждения разряда, После вычисления синдрома ошибки импульсом, снимаемым с выхода элемента И б, состояния триггеров группы 14 переписываются в инверсном коде в счетчик 15 импульсов, который начинает подсчет тактовых импульсов третьего цикла Если синдром отличен от нуля, т.е. в канале связи произошла ошибка типа трансформация на и-й позиции, то через и тактов, считая такт записи в счетчик 15 импульсов, на 93 4выходе элемента И 7 появляется уровень "1". Полученный вектор ошибки суммируется по модулю два при помощи сумматора 19 с поступающей с вьгхода первого регистра 10 сдвига информационной последовательности. Затем исправленная кодовая посылка через элемент ИЛИ 3 вновь записывается в регистр 10 сдвига.Формула изобретения1.устройство для декодирования двоичных кодов Хэмминга, содержащее группу элементов И, выходы которых соединены с соответствующими триггерами группы триггеров, первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с тактовой шиной, первый и второй регистры сдвига, прямые выходы разрядов второго регистра сдвига через соответствующие ключи соединены с соответствующими установочными входами первого регистра сдвига, решающий блок, элемент ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый и второй регистры и сумматор, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу решающего блока, а выход подключен к информационному входу первого регистра сдвига, тактовый вход которого объединен с тактовым входом второго регистра сдвига и подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с тактовой шиной, а второй - с инверсным вьглодом первого триггера, второй выход решающего блока соединен с информационным входом второго регистра сдвига, а вход решающего блока является входом устройства, выход первого регистра сдвига соединен с первым входом сумматора и первыми входами элементов И группы, вторые входы которых объединены с соответствующими входами второго элемента И и подключены к соответствующим прямым выходам второго счетчика импульсов, инверсные выходы которого соединены с соответствующими входами третьего элемента И, выход которого подключен к установочному входу первого счетчика импульсов, информационные входы которого подключены к соответствующим инверсным выходам триггеров группы триггеров, Б-вход первого триггера соединен с выходом второго элеменходы первого регистра сдвига являются выходами устройства. 2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что решающий блок выполцен ца двух компараторах, КЯ- триггере и элементах И и НЕ, первые входы компараторов объединены и подключены к входу решающего блока, а вторые входы с.оединецы с шинами соответствующих источников пороговогоцапряжеция, выход первого компаратора соединен с первым выходом решающего блока и через элемент НЕ - с первым входом элемента И, второй входкоторого подключен к выходу второгокомцаратора, третий вход - к инверсному выходу КЯ-триггера, а выход - квторому выходу решающего блока, управляющий вход которого соединен с:э-входом КБ-триггера 5 1307593 та И, входы четвертого элемента И соединены с соответствующими выходами первого счетчика импульсон, а выход - с вторым входом сумматора, первый вход пятого элемецта И подключен к тактовой шице, о т л и ч а ю щ е е - с я тем что с цьлью повышения пав дежности и быстродействия, выход э смента ИЛИ с.оединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого под включен к счетному входу второго триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а вы ход - с управляющими входами ключей, выход третьего элемента И соединен со счетным входом первого триггера, первый выход второго регистра сдвига подключен к управляющему входу ре шающего блока, а инФормационные вы1307593 Составитель Л.ЗахароваТехред А.Кравчук Корректор Т.Колб Редактор А.Огар Заказ 1642/56 Тираж 902ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4