Декодирующее устройство

083 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3/00 5 Н НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТО РСК 2 948 вательский институ ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(56) Захаров А,А, иоптимального декостных кодов. Техсер.ТРС, 1982, вып,Патент ВеликобН 04 1 1/10, 1975,Наумов А.А, Сложность дирования ниэкоскороника средств связи, 8, с,77.ритании М 1400649, кл,(54) ДЕКОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение относится к технике передачи данных. Изобретение позволяет рас Предлагаемое изобретение относится к технике передачи данных, а именно к устройствам декодирования двоичной информации, закодированной блоковым корректирующим кодом,Известно декодирующее устройство, содержащее регистр сдвига, переключатель, блок сумматоров по модулю два и мажоритарный элемент, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен со входом переключателя, другой вход которого является входом устройства, а выход - соединен со входом регистра сдвига, выходы разрядов которого, кроме старшего, соединены со входами блока сумматоров по модулю два, выходы которого соединены со входами мажоритарного элемента, другой вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра сдвига,ширить область применения устройства и повысить достоверность декодирования двоичной информации, закодированной блоковым корректирующим кодом. Применение устройства наиболее целесообразно при декодировании кодов с небольшим числом информационных разрядов, Устройство содержит переключатели, буферные регистры, блок сравнения, счетчик совпадений, ре, гистр числа совпадений, компаратор, селектор импульСов, Счетчик кодовых слов,генератор кодовых слов, формирователь , сигнала обнуления, выходной регистр, переключатели тактовых частот; триггер управления и блокуправления, 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Недостатком данного устройства является ограниченность класса применяемыхкодов (мажоритарно-декодируемые коды) инедостаточная помехоустойчивость,Известно декодирующее устройство,содержа 1 цее регистр памяти, сумматор, устройство сравнения"йадежнбстей; регистр. надежности кодового слова, кольцевой регистр сдвига, регистр наиболее надежногокодового слова, причем выходы регистрапамяти соединены со входами сумматора,выход которого соединей со входом устройства сравнения надежнОстей, другой входкоторого соединен с выходом регистра надежности кодового"слова; а выходы - стактовым входом регистра наиболее надежного кодового слова, информационные входы которого соединены с выходамикольцевогО регистра, а выход является выходом устройства,Недостатком этого устройства является большая-сложность и ограниченность класса применяемых кодов(только для циклических симплексных кодов).Наиболее близким к предлагаемому устройству являетсч декодирующее устройство, содержащее первый и второй буферный регистр, блок сравнения, второй вход которого соедийейсвыходом генератора кодовых слов; а выход со входом счетчика совпадений, выходной регистр, выходы которого являются выходами устройства, причем генератор кодовых слов выполнен в виде регистра с обратной связью аналогично кодирующему устройству для используемого кода.Недостатком данного устройства является ограниченность класса используемых кодов (только циклические коды), в также недостаточная вероятность правильного декодирования из-за пороговой обработки результата сравнения принятой информации с эталонными кодовыми словами, что нв позволяет полностью испольэовать корректирующую способность кода.Цель изобретения - повышение достоверности декодирования и расширение области применения устройства."Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее первый и второй буферные регистры, генератор кодовых слов, тактовый вход которого является входом опорной частоты устройства, причем выход генератора кодовых слов подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подключен ко входу разрешения счета счетчика совпадений, и выходной регистр, выходы которого являются информационными выходами устройства, дополнительно введены Формирователь сигнала обнуления, селектор импульсов, регистр числа совпадений, блок управления, счетчик кодовых слов, триггер, первый и второй переключатели тактовой частоты, первый - третий переключатели и компаратор, первые входы которого подключены к выходам счетчика совпадений, первые информационные входы первого и второго переключателей объединены и являются информационным входом устройства, выходы первого и второго переключателей подключены соответственно к информационным входам первого и второго буферных регистров, выходы которых подключены соответственно ко вторым информационным входам одноименных переключателей и первому и второму информационным входам третьего переключателя, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, первые информационные входы переключателей тактовой частоты объединены и являются тактовым входом устройства, выходы первого и второгопереключателей тактовой частоты подклю 5 цены соответственно к тактовым входам одноименных буферных регистров, выходысчетчика кодовых слов подключены к информационным входам генератора кодовыхслов и выходного регистра, тактовый, уп рав 10 ляющий,установочный выходы и выход записи блока управления подключенысоответственно к тактовому входу счетчикакодовых слов, управляющему входу генератора кодовых слов, установочному входу15 счетчика совпадений и первому входу селектора импульсов, выход которого подключенк тактовым входам выходного регистра ирегистра числа совпадений, информационные входы и выходы которого соединены20 соответственно с выходами счетчика совпадений ив 1 Орыми входами компаратора, выход которого подключен ко второму входуселектора импульсов, вход формирователясигнала обнуления подключен к выходу25 старшего разряда счетчика кодовых слов,выход формирователя сигнала обнуленияявляется тактовым выходом устройства иподключен к установочному входу регистрачисла совпадений и счетному входу тригге 30 ра, выход которого подключен к управляющим входам первого и второгопереключателей тактовой частоты и первого-третьего переключателей, тактовые входы счетчика совпадений и блока управления35 объединены со вторыми информационнымивходами первого и второго переключателейтактовой частоты и подключены ко входуопорной частоты устройства, установочныевходы блока управления и счетчика кодовых40 слов являются установочным входом устройства,На Фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - блок-схемаодного из вариантов построения блока ул 45 равления; на фиг,3 - временные диаграммысигналов, формируемых блоком управления.Декодирующее устройство (фиг,1) содержит первый-третий переключатели 1, 2,50 5, первый и второй буферные регистры 3, 4,блок сравнения 6, счетчик совпадений 7,регистр числа совпадений 8, компаратор 9,селектор импульсов 10, счетчик кодовыхслов 11, генератор кодовых слое 12, форми 55 рователь сигнала обнуления 13, выходнойрегистр 14, первый и второй переключателитактовых частот 15, 16, триггер управления17 и блок управления 18.Информационные входыпервого 3 ивторого 4 буферных регистров соединены с1785083 35 40 50 тановочные входы счетчика кодовых слов 12 55 выходами соответственно первого 1 и второго 2 переключателей, тактовые входы - с выходами первого 15 и второго 16 переключателей тактовых частот, а выходы - соответственно с объединенными первыми входами первого 1 и третьего 5 переключателей и с объединенными вторыми входами второго 2 и третьего 5 переключателей. Объединенные второй вход первого 1 и первый вход второго 2 переключателей и объединенные соответствующие входы первого 15 и второго 16 переключателей тактовых частот являются соответственно информационным и тактовым входами устройства, Объединенные управляющие входы переключателей 1, 2, 5, 15, 16 соединены с выходом триггера управления 17,Выход переключателя 5 соединен со входом блока сравнения 6, второй вход которого соединен с выходом генератора кодовых слов 12, а выход - со входом , разрешения счета счетчика совпадений 7, выходы разрядов которого соединены с соответствующими первыми входами компаратора 9 и входами регистра числа совпадений 8, выходы которого соединены со вторыми входами компаратора 9, Выход компаратора 9 соединен со входом селектора импульсов 10, второй вход которого соединен с выходом записи блока управления 18, а выход - с объединенными тактовымивходами регистра числа совпадений 8 и выходного регистра 14. Выходы разрядов счетчика кодовых слов 11 соединены с соответствующими информационными входами генератора кодовых слов 12 и выходного регистра 14, выходы которого являются выходами устройства. Выход старшего разряда счетчика кодовых слов 11 соединен со входом формирователя сигнала обнуления 13, выход которого соединен с установочным входом регистра числа совпадений 8, счетным входом триггера управления 17 и является тактовым выходом устройства Тактовый, управляющий и установочный выходы блока управления 18 соединены соответственно с тактовым входом счетчика кодовых слов 11, управляющим входом генератора кодовых слов 12 и с установочным входом счетчика совпадений 7, Объединенные тактовые входы счетчика совпадений 7, генератора кодовых слов 12 и блока управления 18 и объединенные уси блока управления 18 являются соответственно входом опорной частоты и установочным входом устройства. Блок управления 18 содержит (фиг.2)счетчик 19, формирователь импульсов 20,селектор импульсов 21, формирователь импульса записи 22 и формирователь импульса сброса 23.Выходы разрядов счетчика 19 соединены со входами формирователя 20, выход которого является управляющим выходом блока управления 18 и соединен со входом селектора импульсов 21, второй вход которого объединен с тактовым входом счетчика 19 и является тактовым входом блока управления 18, а выход - соединен со входами формирователей 22 и 23 и является тактовым выходом управления 18. Установочный вход счетчика 19 и выходы формироватдей 22 и 23 являются соответственно установочным входом, выходом записи и установочным выходом блока управления 18.Генератор кодовых слов 12 представляет собой кодирующее устройство используемого кода с параллельным входом и последовательным выходом. Он может быть выполнен в виде регистра сдвига с обратными связями, В этом случае входы параллельной записи регистра являются информационными входами, управляющий и тактовый входы регистра являются соответственно управляющим и тактовым входами, а выход одного из разрядов регистра - выходом генератора кодовых слов 12,Генератор кодовых слов может быть выполнен также в виде ПЗУ, адресные входы которого являются информационными входами генератора, а выходы соединены со входами параллельной записи регистра сдвига с параллельными входом и последовательным выходом, при этом управляющий и тактовый входы, этого регистра являются соответственно управляющим и тактовым входом, а выход старшего разряда - выходом генератора 12. 5 10 15 20 25 30 Остальные блоки устройства по фиг,1, 2 выполнены на стандартных цифровых узлах. Буферные регистры 3 и 4 выполнены на регистрах сдвига длиной Й разрядов (где И - число разрядов кодового слова) с последовательным входом и выходом,Переключатели 1, 2, 5, 15, 16 представляют собой двухвходовые цифровые коммутатора сигналов,триггер управления 17 - счетный триггер,блок сравнения 6 - сумматор по модуло два,Разрядность счетчика 11 и регистра 14 равна К(где К - число информационных ра; - рядов), разрядность счетчиков 17, 19 и регистра 8 равна 1 о 92 Й , где знакх 3 означает .ближайшее целое число не меньшее х,Селекторы импульсов 10, 21 выполнены 5 пна двухвходовой схеме И. Формирователи в13, 23 представляют собой выделители за- вднего, а формирователь 22 - переднего тфронта положительного импульса. бФормирователь 20 представляет собой 10 скомбинационное устройство, формирую- нщее сигнал "1" при достижении счетчикам19 состояния М,тУстройство работает следующим образом, На информационный вход поступает 15информация, закодированная корректирующим (К, К) кодом.Поступающая информация поочереднозаписывается в один из буферных регистров3 или 4 в зависимости от состояния триггера 20управления 17. Длина регистров 3, 4 равнаИТактовая частота поступает на регистры3, 4 через переключатели 15, 16, Записьинформации в буферный регистр происходит по тактовой частоте, поступающей на 25тактовый вход устройства. Эта частота должна быть синхронизирована со входной информацией. Во время заполнения одного избуфернь 1 х регистров входной информациейдругой регистр через соответствующий переключатель 1 или 2 оказывается замкнутымв кольцо икодовое слово, содержащееся внем, циклически сдвигается по частоте, поступающей на вход опорной частоты устройства. Для нормальной работы устройства 35необходимо, чтобы отношение опорной иКтактовой частот было не менее 2,Сигнал с выхода буферного регистра,работающего на высокой частбте, через переключатель 5 поступает на вход блока 40сравнения бгде происходит его сравнениес эталонными кодовыми словами, формируемыми генератором кодовых слов 12. Присовпадении сигналов на его входах блоксравнения формирует сигнал, разрешающий работу счетчика совпадений 7. Выборэталонного кодового слова осуществляетсясчетчиком кодовых слов 11, состояние которого изменяется по сигналу, поступающемус тактового выхода блока управления 18, 50Текущее состояние счетчика кодовых слов11 записывается в генератор кодовых слов12 по заднему фронту импульса опорнойчастоты при наличии разрешающего потенциала на управляющем выходе блока управпения 18, после чего генератор кодовыхслов 12 вырабатывает кодовое слово, соответствующее записанной в него информации. Счетчик 7 фиксирует число совпаденийэталонного кодового слова и прйнятого коКомпаратор 9 представляет собой стандартный цифровой компаратор, выходом является выход сигнала(больше),дового слова, поступающего с переключателя 5.Сброс счетчика совпадений 7 в начале каждого цикла сравнения осуществляется о сигналу, поступающему с установочного ыхода блока управления 18. При указанном ыше соотношении тактовой и опорной часот за время ввода нового кодового слова в уферный регистр будет осуществлена (поледовательная) проверка всех 2 возможых эталонных кодовых слов,Регистр числа совпадений 8, компараор 9 и селектор импульсов 10 предназначены для выделения кодового слова наиболее близкого к принятой кодовой комбинации, В начале каждого цикла декодирования регистр числа совпадений 8 обнуляется сигналом, поступающим с выхода формирователя 13. Если содержимое счетчика 7 после проверки первого эталонного кодового слова отлично от нуля, то на выходе компаратора 9 формируется сигнал, разрешающий прохождение импульса через селектор импульсов 10 на тактовые входы регистров 8 и 14. По этому импульсу происходит фиксация в выходном регистре 14 информационных разрядов проверяемого кодового слова, а в регистре 8 - числа совпадений этого кодового слова с принятой из канала кодовой комбинацией,В дальнейшем формирование разрешающего сигнала на выходе компаратора 9 и запись информации в регистры 8, 14 будет происходить только в том случае, если число совпадений, зафиксированное счетчиком 7 будет превосходить число совпадений, записанное в регистре 8. Таким образом, по окончании перебора всех 2 возможных этапонных кодовых слов в выходном регистре 14 будут записаны информационные разрядь 1, соответствующие кодовому слову, наиболее близкому к принятой кодовой комбинации, а в регистре 8 - число совпадений между ними, Импульс с выхода формирователя сигнала обнуления 13, формируемый по заднему фронту сигнала на выходе старшего разряда счетчика КОДОВЫХ слов 11, обнуляет содержимое регистра 8 и изменяет состояние триггера управления 17, подключая ко входу блока сравнения 6 буферный регистр, содержащий новое кодовое слово, а также поступает на выход устройства, сигнализируя получателю, что информация в выходном регистре 14 готова к использованию.Блок управления 18 работает следующим образом, На тактовый вход счетчика 19 поступает сигнал с первого тактового входа устройства. Коэффициент пересчета 19 равен М. Каждые И тактов на выходе формиро10 15 20 30 35 40 45 50 55 вателя 20 формируется сигнал, поступающий на управляющий вход генератора кодовых слов 12, а также разрешающий прохождейие одного импульса опорной ча- стоты через селектор импульсов 21 на тактовый вход "счетчика кодовых слов 11. Изменение состояния счетчика 11 дблжно происходить по заднему фронту тактовЬгоимпульса. Формирователи 22 и 23 формируют" короткие импульсы совпадающие соответственно с передним и задним фройтами импульса на выходе селектора 21, По заднему фронту импульса на выходе формирователя 22 происходит. запись информации врегистры 8 и 14. Импульс с выхода формирователя 23 обнуляет содержимое счетчика7. На фиг.3 представлены временные диаграммы сигналов, формируемых блоком управления 18 за цикл проверки одного эталонного кодового слева: На верхней диаграмме показан сигнал опорнои частоты, на остальных - сигналы на выходах узлов 20-23 блока управления 18, Период следования импульсов на выходах блока управления 18 равен И тактам опорной частоты.Достоинством предлагаемого устройства является его универсальность и высокая помехоустойчивость. Предлагаемое устройство реализует процедуру оптимального декодирования по правилу максимального правдоподобия при полном переборе всех возможных кодовых слов, что обеспечивает получение высокой вероятности правильного декодирования, Универсальность устройства связана с возможностью его использования для декодирования любых блоковых кодов, для которых известна структура кодирующего устройства. Этим же определяется удобство оперативного изменения используемого кода,Наибольшие преимущества предлагаемое устройство имеет при использовании кодов с небольшим числом информационных разрядов.Достоинства предлагаемого устройства подтверждаются моделированием на ЭВМ,Формула изобретения 1. Декодирующее устройство; содержащее первый и второй буферные регистры, генератор кодовых слов, тактовый вход которого является входом опорной частоты устройства, выход генератора кодовых слов подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подключен к входу разрешения счета счетчика совпадений, выходной регистр, выходы которого являются информационными выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с Целью расширения области применения и повышения достоверности декоДирования, в него введеныформирователь сигнала обнуления, селектор импуЛьсов, регистр числа совпадений, блок управления, счетчик кодовых слой, триггер, первый и второй переключатели тактойой частоты,первый-третий переключатели и компаратор, первые входы которого подключены квыходам счетчика совпадений; Первые информационные входы первого и второго переКлючателей обьеДинены и являются информационным входом устройства, выходы первого и второго переключателей подключены соответственно к информационным входам первого и второго буферного регистров, выходы которых подключены соответственно к вторым информационным входам одноименных переключателей и первому и второму информационным входам третьего переключателя, выход которогоподкл 1 очен к второму входу блока сравнения, первые информационные входы переключателей тактовой частоты объединены и являются тактовым входом устройства, выходы первого и второго переключателей тактовой частоты подключены соответственно к тактовым входам одноименных буферных регистров, выходы счетчика кодовых слов подключены к информационным входам генератора кодовых слов и выходного регистра, тактовый, управляющий, установочный выходы и выход записи блока управления подключены соответственно к тактовому входу счетчика кодовых слов, управляющему входу генератора кодовых слов, установочному входу счетчика совпадений и первому входу селектора импульсов, выход которбго пбдключен к тактовым входам выходного регистра и регистра числа совпадений, информационные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами счетчика совпадений и вторыми входами компаратора, выход которого подключен к второму входу селектора импульсов, вход формирователя сигнала обнуления подключен.к выходу старшего разряда сМетчика кодовых слов, выход формирователя сигнала обнуления является тактовым выходом устройства и подключен к установочному входу регистра числа совпадений и счетному входу триггера, выход которого подключен к управляющему входам первого и второго переключателей тактовой частоты и первого-третьего переключателей, тактовые входы счетчика совпадений и блока управления объединены с вторыми информационными входами первого и второгоЭпереключателей тактовой частоты и подключены к входу опорной частоты устройс гва, установочные входы блока управления идатчика кодовых слов являются установочными входом устройства,2, Устройство по п 1,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит первый-третий формирователи импульсов, селектор импульсов и счетчик импульсов, установочный вход которого является установочным входом блока, выходы счетчика импульсов подключены к входам первого формирователя импульсов, выход которого является управляющим выходом блока и подключен к первому входу селектора импульсов, второй вход которого обьединенс 5 тактовым входом счетчика импульсов и является тактовым входом блока, выходселектора импульсов является тактовым выходом блока и подключен к входам второго и третьего формирователей импульсов, выходы ко торых являются выходом записи иустановочными выходами блока,Составитель А.КалининТехред М,Моргентал Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101