Декодирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ А УБЛИК О 4 Н 03 М 13/О ЕТЕНИЯ О ЕЛЬСТ У СВИ К АВТОРС ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИ(56) Авторское свидетельство СССРУ 582964, кл. Н 03 М 13/02, 1977.(57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи иможет быть использовано в устройствах защиты от ошибок систем передачи и обработки дискретной информации, а также в системах дальней связи с дублированием сообщений. Цельизобретения - повышение пропускной способности и достоверности устройства. Достижение цели изобретенияобеспечивается введением в устройство второго и третьего регистров,мультиплексора, триггера, элементовИ и элементов ИЛИ. Сущность изобре"тения состоит в том, что в устройстве осуществляется коррекция методомперебора значений разрядов одногоиэ двух повторений избыточного кодового слова только на тех позициях,где произошло несовпадение двух повторений. При этом коррекция с последующей проверкой на достоверностьосуществляется на тактовой частотесрабатывания логических элементов,значительно превышающей тактовуючастоту приема кодового слова2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано в устройствах защиты от ошибок систем передачи и обработки дискретной информации а также в системах дальней связи с дублированием сообщений (например в системах с решающей обратной связью).Цель изобретения - повышение достоверности и информативности устрой 1 О ства,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, благодаря введению специальных технических 15 Х 301,; Х 2 =1 Ю 1 где 1 - (п 1)-код; 1, и 1, - вектора ошибпк соответствующих повторов( блоков Х, и Х). В случае необнаружения ошибок (п 1)-кодов в первомповторении Х, информация выдаетсяполучателю. Если в первом повторении ошибка обнаружена, то принимается второй повтор Х который такжеповторяется на наличие ошибок. Вслучае необнаружения ошибок во втором повторе Х 2 информация также высредств, осуществляется корректировка (исправление) методом перебора значений разрядов одного из двух повторений (п 1)-кода только на тех 20 позициях, где произошло несовпадение двух повторений. При этом, корректировка с последующей проверкой на достоверность осуществляется на тактовой частоте, определяемой быстродействием логических элементов и значительно превышающей тактовую частоту приема повторений (п 1)-кода.Это обеспечивает беэ дополнительного введения информационной избыточ ности, по отношении к известному устройству,корректировку (д) ошибок во втором повторении, и на этой основе прием сообщения, соответствующего истинному, с вероятностью, не ниже чем в известном устройстве и за значительно меньшее время, чем при повн торном приеме двухкратного или однократного повторения (п,1)-кода.Содержание реализованного в пред лагаемом устройстве нового алгоритма декодирования состоит в следующем. Кодовые блоки Х, и Х принимаемые из канала, связи представляются следующим образом. 45 дается получателю. Если во втором повторе Х ошибка обнаружена, то выделяется "вектор надежности путем сложения по модулю два первого Х, и второго Х повторов, т.е.Х 10 Х 2: 301, ЯИ 1 г= 1 О+ 1 =ЕЕсли векторы 1, и 1 не содержат единиц в одноименных позициях, то все ошибки вектора Х или Х, покрываются вектором (1,Я 1 ) = Е. Одновременно подсчитывается число единиц в векторе Е. Если вес вектора Е не превышает кратность гарантированно обнаруживаемых ошибок (п 1)-кода, т,еЬс 1-1 то осуществляется поиск вектора ошибок 1 для второго вектора ХТак как ошибки могут иметь место только на тех позициях блока Х 2 где у вектора Е стоят единицы, то поиск вектора ошибок 1 сводится к перебору симвоглов только этих позиций. Всего возможно (2 -2) двоичных чисел (кроме 00О и 111 на позициях, где у вектора Е стоят единицы. Каждое иэ Т чисел (Ос 2 ) представляет собой тест, который суммируется по модулю два с вектором Х . Результат суммирования Х Т проверяется по наличию ошибок (п.Е)-кодом. Если ошибка не обнаруживается. это свидетельствует о том, что вектор ошибок 1найден, т,е. 1 = Т, и дальнейшее декодирование прекра щается, т.е.Отказ от декодирования происходит в случае, если вектор ошибок не найден до= 2 -2, Это свидетельстЬвует о том, что ошибка произошла в одноименных разрядах Х, и Х т.е. неисправная ошибка. Кроме того, отказ от декодирования происходит и в случае, если вес вектора Е превьшает кратность гарантированно обнаруживаемых ошибок (п 1 с)-кодом т.е.если Ь ) Й. Отказ от декодирования равнозначен запросу следующего блока Хз т.д,На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 временные диаграммы управляющих сигналов.Устройство (фиг.1) содержит регистры сдвига 1 и 2, регистр контрольново теста 3, счетчики 4 и 5, блок обнаружения ошибок 6 мульти 15 плексор 7, триггер 8, сумматоры по модулю два 9 и 10, элементы И 11-17, элементы ИЛИ 18-21, входы 22-25, выходы 26-29.Устройство работает следующим обраэом.На установочный вход устройства 22 поступает импульс, который переводит триггер 8 в единичное состояние. Это свидетельствует о том, что 15 устройство готово для приема первого кодового блока Х, в первый регистр сдвига 1. По окончании циклового фазирования поиска маркера блока Х, на информационный вход устрой ства 23 поступает первый кодовый блок Х который поступает через открытые элементы И 11 и ИЛИ 19 на информационный вход первого регистра сдвига 1, на синхровход С которо го поступают с синхровхода устройства 24 и синхроимпульсов частотой Г,. Одновременно кодовый блок Х, через элемент ИЛИ 18 поступает на информационный вход блока обнаружения оши бок 6, где осуществляется проверка на достоверность блока Х, (п,1)-кодом (например для разделимого циклического кода деление на образующий полином), По окончании записи блока35 Х, в регистрс опросного входа уст; ройства 25 поступает импульс опроса состояния блока 6, Если блок 6 ошибки не обнаруживает, то на втором его выходе (выходе отсутствия ошибки)40 появляется сигнал, который через элемент И 13 (на второй вход которого поступает единичный потенциал с единичного выхода триггера 8), поступая на первый адресный вход мультиплексо ра 7, подготавливает мультиплексор 7 для выдачи информации на информационный выход 26 устройства по первому каналу, т.е. с выхода регистра 1. Этот же сигнал, поступая на выход50 управления синхрониэирующего устройства, обеспечивает поступление на синхровход 24 устройства и синхроимпульсов частоты Г ,под действием которых достоверно принятый блок Х, по первому каналу через мультиплексор 7 считывается на информационный выход 26 устройства, при использовании разделимого (п,К) -кода считыва:тся только первые 1 с разрядов, т.е. на синхровход 24 устройства поступают 1 синхроимпульсов частоты Г.Если блок 6 ошибку обнаруживает, то на первом его выходе (выходе наличия ошибки) появляется импульс, который обнуляет блок 6 (не показано, но может быть реализовано как обычный сброс элементов памяти, например обычного декодера циклического кода) и переводит триггер 8 в нулевое состояние. Через элемент И 17 этот импульс не пройдет, так как элемент И 17 был заблокирован отсутствием единичного потенциала на другом его выходе, так как триггер 8 находился в единичном состоянии. Таким образом, устройство подготовлено для приема второго кодовогоблока Х.Второй кодовый блок Х по окончании его циклового фазирования, поступая на информационный вход 23 устройства на тактовой частоте Г через открытый элемент И 12 и ИЛИ 20, записывается в регистр 2, а через элемент ИЛИ 8 проверяется на достоверность блоком 6. Одновременно под действием синхроимпульсов Г, осуществляется через элемент ИЛИ 19 перезапись содержимого регистра 1, При этом, появление первого блока Х, на выходе сумматора по модулю два 9 не влияет на работу устройства, так как счетчик импульсов 4 и регистр 3 находятся в нулевом состоянии и поэтому заблокированы. По окончании записи второго кодового блока Х в регистр 2 на опросный вход 25 устройства поступает второй импульс опроса блока 6. Если ошиока не обнаружена, то через элемент И 14, так как второй его вход связан с нулевым выходом триггера 8, сигнал поступает на адресный вход А 1 мультиплексора 7, подготавливая его для выдачи информации на информационном выходе 26 устройства по второму каналу, т.е. с выхода регистра 2 через сумматор по модулю два О. Так как на второй вход этого сумматора по модулю два 1 О информация не поступает (регистр 3 находится в нулевом состоянии), то кодовый блок Х, проходя через сумматор по модулю два 10, не изменит своей структуры. Считывание (ретрансляция) достоверно принятого в регистр 2 ко 1381720дового блока Хосуществляется также под действием синхроимпульсов частоты ГЕсли и после приема второго кодо 5 ного блока Х обнаружена ошибка н блоке 6, то под действием импульса, поступающего на адресный вход 25, на выходе наличия ошибки блока 6 появится импульс, который, проходя че- О рез элемент И 17 переводит счетчик 4 в состояние 001, соотнетствующее появлению единичного потенциала на первом его выходе, .и поступает иа выход индикации режима 29 устройства, 15 Это свидетельствует о переходе устройства в режим коррекции. Таким образом, в режим коррекции устройство переходит в случае обнаружения ошибок блоком 6 как в первом Х 1, так 20 и во втором Х кодовых блоках.Коррекция сводится к иннертированию значений определенных разрядов кодового блока Х, которые определяются единичными разрядами вектора 25 ошибок Е1, 9 1 . Позиции кодового блока Х, подлежащие инвертированию, определяются методом перебора и задаются контрольным тестом Т . Мак) симально возможное число нариантов - 30 вектора ошибок 1 ;. соответствующих им тестов Т определяется соотнодшением 1,2 ), т.е. величиной Я2 -2, Таким образом, в режиме коррекции возможно Б циклов работы устройства.35 Номер ( теста Т задается состоянием счетчика импульсов 4. Поэтому перед началом очередного цикла коррекции содержимое счетчика импульсов 4 переписывается в разряды регистра 3, начиная с перного под действием задержанного на время срабатывания счетчика импульсов 4 импульса опроса блока 6. Мультиплексор 7 эа блокирован отсутствием сигналов на 45 его адресных входах АО и А 1. Сдвиг информации в регистрах 1 и 2 осуществляется под действием синхроимпульсов частоты Й,. Таким образом, перед началом первого цикла коррекции счетчик импульсов 4 находится в состоянии 001. регистр 3 - в состоянии 0010. При поступлении синхроимпульсов Г на синхровходы регистров 1 и 2 через элементы ИЛИ 19 и 20 осуществляется перезапись инфор мации в этих регистрах и выделение на выходе сумматора по модулю два 9 вектора надежности Е. Так как элемент И 16 подготовлен (за счет связи с единичным первым выходом счетчика импульсов 4) для прохождения через него единичных импульсов с выхода сумматора по модулю дна 9, то счетчик импульсов 5 осуществляет подсчет числа единичных разрядов в векторе надежности Е. Если их число превышает объем счетчика импульсов 5, т.е. обнаруживающую способность (п,1)-кода, то с выхода переполнения этого счетчика снимается сигнал, свидетельствующий об отказе от декодирования.Так как вектор надежности Е задает программу сдвига в регистре конт" рольного теста 3, то на первом цикле коррекции, т.е. для первого теста Т 1 сдвиг информации в регистре 3 осуществится по переднему фронту первого импульса на выходе сумматора по модулю дна 9, Если, например, несовпадение в третьих разрядах первого и второго кодовых блоков Хи Х, то первый импульс появится на ныходе сумматора по модулю два 9 только на третьем такте (13) в первом цикле 1) коррекции. По этому сигналу осуществится сдвиг в регистре 3 и он перейдет в состояние О..001. Наличие единицы в нулевом (и ) разряде регистра 3, с выходом которого связан один вход элемента И 15, обеспечивает прохождение единичного сигнала с выхода сумматора по модулю два 9 через задержанный на время срабатывания регистра 3 вход элемента И 15 на вход сумматора по модулю два 1 О только на третьем такте работы устройстна в Первом цикле коррекции. Это соответствует инвертированию сумматором по модулю два содержимого третьего разряда кодового слова Х. Следующий единичный сигнал с выхода сумматора по модулю два 9 осуществляет второй сдвиг н регистре 3 и переводит его в состояние 0000, Такое состояние регистра 3 свидетельствует о том, что больше ни на одном такте работы устройства в первом цикле коррекции с выхода элемента И 15 единичный сигнал сниматься не будет. Это означает. что контрольный тест Т на первом цикле коррекции имеет вид Т О 000. Если первый тест совпадает с вектором ошибки во втором кодовом слове Х(1 0100 , то произойдет коррекция (исправление этой ошибки Результат суммирования по модулю два кодового слова Х, с первым тестом Т, с выхода сумматора по модулю5 два 10 через элемент ИЛИ 18 поступает на вход блока 6, где проверяется на достоверность. Если ошибка не обнаружена, то состояние счетчика импульсов 4 не меняется, в регистр О контрольного теста 3 задержанным импульсом опроса блока 6 записывается снова номер первого теста, и мультиплексор через элемент И 14 подготавливается для выдачи информации на информационный выход 26 устройства по второму каналу. В процессе выдачи информации на информационный выход 26 устройстна через второй канал мультиплексора 7 в устройстве проис ходят процессы, аналогичные тем, что и в первом цикле коррекции, т.е. осуществляется инвертирование позиции кодового слова Хг в соответствии с единичным разрядом первого контроль ного теста Т т.е. с информационного выхода 26 устройства по окончании первого цикла коррекции в случае необнаружения ошибок блоком 6 будет считываться кодовое слово Хг Т, = 6, так как в этом случае Т, = 1 . Если в кодовом слове Х ЯТ,) блок 6 обнаружит, то устройство перейдет на второй цикл коррекции. По импульсу опроса блока 6 произойдет обнулениеЗД счетчика импульсов 5 и через элемент И 17 изменится состояние счетчика импульсов 4 (010), которое перепишется в регистр 3 и переведет его в состояние 0100. 40В дальнейшем работа устройства аналогична работе на первом цикле, Отличие состоит лишь в том, что при перном сдвиге (т.е, на первой единичной позиции вектора надежности Е )45 в регистре 3 его нулевой разряд и, не примет единичного значения, так как состояние регистра 3 будет 0010, Нулевой разряд и, регистра 3 на втором цикле коррекции (2) примет единичное значение только на такте, соответствующем номеру второго единичного разряда, вектора надежности Е. Это означает, что коррекция ошибки в кодовом слоне Х произойдетгтолько на позиции, соответствующей номеру второго единичного разряда вектора надежности Е. В остальном работа устройства аналогична работе на первом цикле коррекции. В случае необнаружения ошибки блока 6 на информационном выходе 26 устройстна будет считываться кодоное слов Х Яг Я Тг, так как в этом случае Тг1 . Если блок 6 в этом кодовом слове ошибку обнаружит, устройство перейдет на третий цикл коррекции.Режим коррекции будет продолжаться до тех пор, пока не будет найден вектор ошибки 1 = Т либо нег фпоявится сигнал переполнения на выходе переполнения счетчика импульсов 4, свидетельствующий о наличии неисправимых ошибок в кодовом слове Х , т.е. ошибок в одноименных разрядах кодовых слов Х, и Х . На фиг.2гприведены временные диаграммы, поясняющие моменты поступления основных управляющих сигналов, Здесь приняты следующие обозначения: 1 - информационный вход 23; У - моменты обнуления блока 6 ( на фиг.1 не показано); У - установочный вход 22; У - опросный вход 25 (сигналы опроса блока 6 и сброса 5); 4 - импульс переполнения счетчика 4.Формула изобретенияДекодирующее устройство, содержащее блок обнаружения ошибки, сумматоры по модулю два, счетчики и первый регистр сдвига, выход которого соединен с первым входом первого сумматора по модулю два, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью понышения достоверности и информатинности устройства, в него введены второй и третий регистры сдвига, мультиплексор, элементы И, элементы ИЛИ и триггер, Я-вход которого является установочным входом устройства, прямой выход соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом первого регистра сдвига, ныход которого соединен с первым информационным входом мультиплексора и вторым входом первого элемента ИЛИ, синхровходы первого и второго регистров сдвига объединены и являются первым синхровходом устройства, инверсный выход триггера соединен с первыми входами третьего, четвертого и пятого элементов И, второй138720 1 О Фиг вход третьего элемента И объединен с вторым входом второго элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ и является информационным входом5 устройства, выход третьего элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом второго регистра сдвига, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора по модулю два, первым входом второго сумматора по модулю два и вторым входом третьего элемента КИИ, выход первого сумматора по модулю два соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И и первым синхровходом третьего регистра, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с вторым информационным входом мультиплексора, н вторым входом второго элемента ИЛИ,25 выход второго элемента ИЛИ соединен с информационным входом блока обнаружения ошибки, первый выход которого соединен с вторым входом триггера и вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика и является выходоминдикации режима устройства, синхронмод блока обнаружения ошибки соединен с вторым синхровходом третьегорегистра и входом установки второгосчетчика и является синхровходомустройстна, второй выход блока обнаружения ошибки соединен с вторымивходами первого и пятого элементовИ и является выходом управления синхронизации устройства, выход переполнения первого счетчика соединен спервым входом четвертого элементаИЛИ, выход которого является контрольным выходом устройства, выходыраэрядов первого счетчика соединеныс соответствующими информационныминходами третьего регистра, выходпервого раэряда первого счетчика соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен сосчетным входом второго счетчика,выход переполнения которого соединенс вторым входом четвертого элементаИЛИ, выходы первого и пятого элементов И соединены с соответствующими адресными входами мультиплексора, выход которого являетсяинформационньи ныходом устройства,1 381720Составитель А.БерестевичРедактор И.Сегляник Техред Л.Сердюкова Корректор М.МаксимишинецЗаказ 1195/56 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4