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Rückgekoppeltes Schieberegister, insbesondere zum Ableiten von Prüfstellen
eines zyklischen Code Zyklische Code haben in Datenübertragungsanlagen mit Fehlererkennung
bzw. Fehlerkorrektur Bedeutung erlangt, und zwar aus dem Grunde, weil es sehr einfach
ist, mit einem rückgekoppelten Schieberegister aus einem ungeschützten Code die
Prüfstellen für einen geschützten Code abzuleiten. Der in dieser Weise entstehende
Code ist ein zyklischer Code. Ein weiterer Vorteil der zyklischen Code ist der,
daß auf der Sende- und Empfangsseite zur Codierung bzw. Decodierung die gleichen,
rückgekoppelten Schieberegister verwendet werden können.
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Die Erfindung betrifft ein solches rückgekoppeltes Schieberegister,
wobei dessen Verwendung nicht nur auf Codierung bzw. Decodierung beschränkt ist.
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Es sind rückgekoppelte Schieberegister bekannt, bei denen die Einführung
der Rückkopplungssignale zu den einzelnen Stufen des Schieberegisters über EXKLUSIV-ODER-Schaltungen
erfolgt.
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Das bedeutet aber, daß für jeden Einkoppelpunkt des Rückkopplungssignals
zwei EXKLUSIV-ODER-Schaltungen erforderlich sind, wenn die Schieberegisterstufen
in üblicher Weise mit Flip-Flop-Stufen aufgebaut sind, also mit je zwei kontradiktorischen
Ein- und Ausgängen.
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Bei hochredundanten Code ist die Anzahl der Rückkopplungspunkte sehr
hoch, somit bedeuten die vielen EXKLUSIV-ODER-Schaltungen einen ziemlich hohen Aufwand.
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Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein rückgekoppeltes Schieberegister
vorzuschlagen, bei dem die vielen EXKLUSIV-ODER-Schaltungen vermieden werden, was
eine erhebliche Einsparung an Einzelheiten bedeutet.
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Gemäß der Erfindung ist das rückgekoppelte Schieberegister dadurch
gekennzeichnet, daß den Eingängen bestimmter Schieberegisterstufen nach dem normalen
Schiebevorgang über Hilfskoppelglieder nach der Art von Zähleingängen das Rückkopplungssignal,
das in einem Hilfsspeicher zwischengespeichert wird, zuführbar ist.
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Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen
in Verbindung mit den Figuren und der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
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Der Erfindungsgegenstand wird nun an Hand der F i g. 1 bis 7 beispielsweise
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 das vereinfachte Blockschaltbild eines Teils
eines bekannten rückgekoppelten Schieberegisters, F i g. 2 das Blockschaltbild einer
Ausführung des Schieberegisters nach F i g. 1, F i g. 3 das Blockschaltbild des
erfindungsgemäßen Schieberegisters, F i g. 4 eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Schieberegisters, F i g. 5 ein Koppelglied der Schieberegister nach den F i g. 3
und 4, F i g. 6 die zwei Taktimpulsfolgen für das Schieberegister nach F i g. 3,
F i g. 7 die drei Taktimpulsfolgen für das Schieberegister nach F i g. 4.
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In der F i g. 1 sind vier Stufen 1 bis 4 eines bekannten, rückgekoppelten
Schieberegisters zu sehen. Die EXKLUSIV-ODER-Schaltungen 5 und 6 dienen zur Einkopplung
des Rückkopplungssignals, das durch die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 7 aus dem Ausgangssignal
der letzten Schieberegisterstufe 4 und dem an der Leitung 9 anstehenden Eingangssignal
gewonnen wird. Die Taktleitung zum Verschieben des Schieberegisterinhalts ist der
übersichtlichkeit halber nicht mitgezeichnet. Das Schieberegister kann aus beliebig
vielen Stufen bestehen, wie durch die gestrichelten Leitungen auf der linken Seite
des Schaltbildes angedeutet ist.
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Zum Ableiten von Prüfstellen wird nun Bekannterweise der ungeschützte
Code über die Leitung 9 in das Schieberegister, dessen Stufen zuvor auf Null gesetzt
worden sind, eingeschoben. Das Schieberegister muß so viele Stufen besitzen, wie
Prüfstellen abgeleitet werden sollen.
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Nach der Anzahl von Schiebetakten, die der Anzahl der Stellen des
ungeschützten Code entspricht, stehen in den Schieberegisterstufen die einzelnen
Prüfstellen, die anschließend den Nachrichtenstellen zugefügt werden, so daß sich
ein geschützter Code, und zwar ein zyklischer Code, ergibt.
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Dieser geschützte Code wird dann übertragen und auf der Empfangsseite
durch ein gleiches, rückgekoppeltes Schieberegister, dessen Stufen am Anfang alle
in
Null-Stellung sind, .geschoben. Nach einer Anzahl von Takten, die der Summe der
Nachrichten- und Prüfstellen entspricht, müssen nach einer fehlerfreien fTbertragung
des geschützten Code in den einzelnen Schieberegisterstufen lauter Nullen stehen.
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Das Schieberegister nach F i g. 1 ist außer den zuzätzlich vorhandenen
Rückkopplungspunkten genauso wie ein konventionelles, nicht rückgekoppeltes,. Schieberegister
aufgebaut. Diese Einzelheiten sind in F i g. 2 zu sehen. Die Taktimpulse zum Verschieben
des Registerinhalts gelangen über die Leitung 25 zu den Koppelgliedern 20 bis 22,
die zwischen den einzelnen Schieberegisterstufen 11 bis 14 liegen. Diese Koppelglieder
sind im einzelnen in F i g. 5 gezeigt. Die Leitungen 67 sind an die kontradiktorischen
Ausgänge; die Leitungen 68 an die Eingänge der Flip-Flop-Stufen und die Leitungen
69 an dieTaktimpulsleitung 25 angeschlossen. Zur Einführung des Rückkopplungssignals
dienen EXKLUSIV-ODER-Schaltungen 15; 16 bzw. 17, 18; diese sind den entsprechenden
Koppelgliedern 20 bzw. 22 vorgeschaltet. Die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 19 dient dazu,
für -alle betreffenden Rückkoppelpunkte das Rückkopplüngssignal (Leitung 24) aus
dem Inhalt der letzten Flip-Flop-Stufe 14 und dem an der Leitung
23
ankommenden Eingangssignal-abzuleiten.
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Da nun für jeden Einkopplungspunkt des Rückkopplungssignals zwei EXKLUSIV-ODER-Schaltungen
notwendig sind, bedeutet das bei hochredundanten Code, d. h., wenn viele solcher
Rückkopplungspunkte vorhanden sind, einen erheblichen Aufwand. Es wird deshallb
gemäß der Erfindung die Schaltung nach F'i g. 3 vorgeschlagen. Das dort gezeigte
Schieberegister ist im Prinzip genauso aufgebaut wie das nach F i g. 2, und zwar
entsprechen die Flip-Flop-Stufen 31 bis 34 der F i g. 3 den Flip-Flop-Stufen 11
bis 14 der F i g. 2. Das Rückkopplungssignal wird auch in diesem Beispiel durch
eine EXKLUSIV-ODER-Schaltung 35 abgeleitet. Der wesentliche Unterschied der erfindungsgemäßen
Schaltung nach F i g. 3 gegenüber der bekannten Schaltung nach F i g. 2 liegt darin,
daß das normale Verschieben der in den einzelnen Schieberegisterstufen gespeicherten
Information von dem Zuführen des Rückkopplungssignals zeitlich getrennt wird.
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Die - Funktion des erfindungsgemäßen Schieberegisters ist folgende:-
Das Einschieben der Information in die einzelnen Stufen des Schieberegisters erfolgt
genauso wie bei dem Schieberegister nach F-i g: 2. Das Verschieben der Information
geschieht durch Taktimpulse an der Taktimpulsleitung 44. Wenn dieser Schiebevorgang
abgeschlossen ist, wird durch Hilfstaktimpulse, die an der Leitung 43 liegen, über
die Hilfskoppelglieder 39 bzw. 40 ein Umschaltimpuls auf die Eingänge der Stufen
32 bzw. 34 gegeben, wenn der Rückkopplungsweg 42 markiert ist. Hierdurch wird dann
der Inhalt der beiden Schieberegisterstufen 32 und 34 umgekehrt. F i g. 6 zeigt
die beiden Taktimpulsfolgen 44' und 43' der beiden Taktimpulsleitungen 44 und 43.
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Die Hilfskoppelglieder 39 und 40 bestehen jeweils aus einem Koppelkondensator
und zwei Dioden. Ein Impuls am Eingang dieser Hilfskoppelglieder bringt die angeschlossene
Flip-Flop-Stufe nicht in eine bestimmte Lage, sondern schaltet diese, wie bei einem
Binärzähler, um.
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Da das Rückkopplungssignal erst zum Zeitpunkt der Hilfstaktimpulse
43' wirksam wird, also nach dem Abklingen der Haupttaktimpulse 44', so muß der Inhalt
der letzten Schieberegisterstufe 34 für diese Zeit zwischengespeichert werden; dies
geschieht mit einem Hilfsspeicher 46. Dieser Hilfsspeicher 46 kann jeder beliebige
Speicher sein, der sich für eine Zwischenspeicherung für die Zeit des Abstandes
der beiden Taktimpulse 43' und 44' eignet, z. B. ein Kondensatorspeicher.
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Da die letzte Schieberegisterstufe 34 zwei kontradiktorische Ausgänge
hat, können diese zweckmäßigerweise beide zur Ansteuerung des Hilfsspeichers verwendet
werden, wie durch die beiden Leitungen zum Hilfsspeicher angedeutet ist. Dies ist
z. B. vorteilhaft, wenn als Hilfsspeicher 46- eine Flip-Flop-Stufe verwendet wird.
In dieser Flip-Flop-Stufe kann beliebig lange gespeichert werden, was besonders
vorteilhaft für Schieberegister mit - verschiedenen Taktfrequenzen ist. Für verschiedene
Taktfrequenzen müßte die Speicherzeit des Hilfsspeichers sonst eventuell umgeschaltet
werden.
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` -Die F -i g. 4 zeigt nun eine Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes.
Bei dieser Schaltung -übernimmt die als Hilfsspeicher dienende Flip-Flop-Stufe 52
zusätzlich die Funktion einer EXKLUSIVODER-Schaltung zum Erzeugen des Rückkopplungssignals.
Die Schaltung arbeitet mit drei gegeneinander verschobenen Taktimpulsen 55', 53'
und 54' (F i g. 7). Zuerst werden die Informationen in den einzelnen Schieberegisterstufen
durch die Taktimpulse 55' verschoben, als nächstes der in dem Hilfsspeicher 52 stehende
Inhalt der letzten Schieberegisterstufe 34 dann umgekehrt, wenn die UND-Schaltung
49 durch das Eingangssignal 41 geöffnet ist und die an der Leitung 53 stehenden
Taktimpulse 53' an das Hilfskoppelglied 50 durchläßt. Das Hilfskoppelglied 50 wirkt
genauso wie die Hilfskoppelglieder 39 und 40
als zusätzlicher Zähleingang
für die betreffende Flip-Flop-Stufe. In einem dritten Takt 54' wird über die UND-Schaltung
48, die von dem Ausgang der Flip-Flop-Stufe 52 gesteuert wird, je nach dem Inhalt
der Flip-Flop-Stufe 52, ein Taktimpuls auf die Rückkopplungsleitung 47 gegeben oder
nicht.