DE1449586C - Circuit arrangement for digit encryption - Google Patents
Circuit arrangement for digit encryptionInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verschlüsselung von Ziffern eines Zahlensystems mit einer Basis 2 < b < 2" in eine Konstellation aus // Binärziffern, mit einem Eingang, mit b Ziffern-Einstellgliedern der Betätigiingsart »1 aus b« und mit η Ausgängen, an denen für jede der möglichen Ziffern eine andere Konstellation von /; Binärziffern eingestellt und eine Anzahl k der /; Ausgänge mit dem Eingang verbunden wird.The invention relates to a circuit arrangement for encrypting digits of a number system with a base 2 < b <2 " in a constellation of // binary digits, with one input, with b digit setting elements of the actuation type" 1 from b " and with η outputs , at which a different constellation of /; binary digits is set for each of the possible digits and a number k of /; outputs are connected to the input.
Solche Schaltungsanordnungen sind an sich bekannt. Sie werden beispielsweise so ausgeführt, daß jedem Einstellglied so viele Kontakte zugeordnet sind, als Binärziffern der logischen Bedeutung EINS zu der betreffenden Binärkonstellation gehören. Die Kontakte verbinden bei Betätigung des Einstellgliedes eine Spannungsquelle, deren Potential der Binärbedeutung EINS entspricht, mit dem jeweiligen Binärausgang.Such circuit arrangements are known per se. They are carried out, for example, that as many contacts are assigned to each setting element as there are binary digits with the logical meaning of ONE to the relevant binary constellation. The contacts connect when the setting member is actuated Voltage source, the potential of which corresponds to the binary meaning ONE, with the respective binary output.
Die bekannten Schaltungsanordnungen haben die Nachteile, daß sie viele Kontaktpaare benötigen, die zudem nicht gleichmäßig auf die einzelnen Einstellglieder verteilt sind. Will man Universalbausteine für die Kontaktpaare mit den zugehörigen Einstellgliedern verwenden, dann müssen diese Universalbausteine alle die höchste vorkommende Anzahl von Kontaktpaaren pro Einstellglied aufweisen, was um so unwirtschaftlicher ist, je verschiedener die Anzahl der den Einstellgliedern zugeordneten Kontaktpaare ist.The known circuit arrangements have the disadvantages that they require many pairs of contacts that in addition, are not evenly distributed over the individual adjustment elements. Do you want universal building blocks for use the contact pairs with the associated setting elements, then these universal modules must all have the highest occurring number of contact pairs per setting element, which is so it is more uneconomical, the more different the number of contact pairs assigned to the setting members is.
Zur Verringerung der Anzahl der Kontaktpaare ist es an sich bekannt, unter Anwendung von Minimisierungstheorien der Schaltalgebra Kontakte in mehreren Stufen hintereinander anzuordnen und so für eine gegebene Schaltfunktion ein Netzwerk mit minimalem Aufwand anzugeben und aufzubauen. Mit Hilfe der Minimisierungstheorie lassen sich jedoch nur solche Vereinfachungen treffen, die entweder zu einer gleichen Kontaktbestückung aller Einstellglieder oder zu einer gleichartigen Kontaktbestückung innerhalb eines Teilstrompfades führen.To reduce the number of contact pairs, it is known per se, using theories of minimization the switching algebra to arrange contacts in several stages one behind the other and so for a given switching function to specify and build a network with minimal effort. With help of the theory of minimization, however, only those simplifications can be made that either lead to a same contact configuration of all adjustment elements or a similar contact configuration within lead a partial flow path.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schaltungsanordnungen anzugeben, bei denen die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen vermieden werden.The invention is based on the object of specifying circuit arrangements in which the disadvantages the known circuit arrangements can be avoided.
Erfindungsgemäß ist bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung im Ruhezustand der Einstellglieder mindestens einer der Ausgänge nur über eine Ruhekontaktkette mit dem Eingang verbunden und mindestens ein anderer der Ausgänge über in seinem Verbindungsweg zu dem Eingang liegende Arbeitskontakte oder Arbeitsseiten von Umschaltkontakten nicht mit dem Eingang verbunden. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet die Möglichkeit, den am meisten mit Zu- und Abschaltungen beaufschlagten Ausgangskanal über Ruhekontakte mit dem Eingang der Schaltungsanordnung zu verbinden, während der durch Zuschaltungen am wenigsten beaufschlagte Kanal über Arbeitskontakte oder Arbeitsseiten von Umschaltern mit dem Schaltungseingang verbunden wird. According to the invention is in a circuit arrangement of the type mentioned in the idle state Adjustment elements of at least one of the outputs are only connected to the input via a break contact chain and at least one other of the outputs via lying in its connection path to the input Working contacts or working sides of changeover contacts not connected to the input. The inventive Circuit arrangement offers the possibility, most of all, with connections and disconnections to connect the loaded output channel via normally closed contacts to the input of the circuit arrangement, while the channel with the least load due to connections is made via normally open contacts or Working sides of changeover switches is connected to the circuit input.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß bei deren Verwendung Energie zur Einstellung der Einstellglieder eingespart wird und daß nur eine minimale Anzahl von Kontaktpaaren pro Einstellglieder benötigt werden — bei Dezimalcodes im Höchstfall nur zwei Kontaktpaare pro Dezimalziffer. The circuit arrangement according to the invention is characterized in that energy is saved when using it for setting the setting elements and that only a minimum number of contact pairs per setting element are required - in the case of decimal codes, at most only two contact pairs per decimal digit.
Zur Verschlüsselung von Dezimalziffern in Binärtetraden ist es zweckmäßig, im Ruhezustand der Einstellglieder die den Binärstellenwerten 1 und 2 ent sprechenden Ausgänge über Ruhekontaktketten mit dem Eingang zu verbinden, während die den Binärstellenwerten 4 und 8 entsprechenden Ausgänge über in ihren Verbindungswegen zu dem Eingang liegende Arbeitskontakte oder Arbeitsseiten von Umschaltkontakten nicht mit dem Eingang verbunden sind. To encode decimal digits in binary tetrads, it is advisable to connect the outputs corresponding to binary digit values 1 and 2 to the input via break contact chains when the setting elements are idle, while the outputs corresponding to binary digit values 4 and 8 via make contacts or in their connection paths to the input Working sides of changeover contacts are not connected to the input.
Die Erfindung läßt sich zur Verschlüsselung von Dezimalziffern in Binärtetraden und auch zur Verschlüsselung von Zahlen eines Systems mit einer BasisThe invention can be used for the encryption of decimal digits in binary tetrads and also for encryption of numbers of a system with a base
ίο ungleich zehn anwenden, wobei insbesondere an ein Duodezimalsystem, an ein Hexadezimalsystem oder ein Oktalsystem gedacht ist.ίο apply not equal to ten, in particular at one Duodecimal system, a hexadecimal system or an octal system.
Auch kann die Anzahl der Binärausgänge für bestimmte Kodes (z. B. »zwei-aus-fünf«-Kode) größer als vier sein.The number of binary outputs for certain codes (e.g. "two-out-of-five" code) can also be greater than be four.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Patentansprüchen 3 bis 6 zu entnehmen. .Further advantageous refinements of the invention can be found in claims 3 to 6. .
Im folgenden werden die Erfindung und Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 6 beschrieben.In the following the invention and exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 6 are described.
Es zeigtIt shows
F i g. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung zur Verschlüsselung von Dezimalziffern in Binärtetraden, F i g. 2 eine Schaltungsanordnung zur Verschlüsselung von Dezimalziffern in Binärtetraden gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,F i g. 1 a known circuit arrangement for the encryption of decimal digits in binary tetrads, F i g. FIG. 2 shows a circuit arrangement for encrypting decimal digits in binary tetrads according to FIG an embodiment of the invention,
F i g. 3 eine Schaltungsanordnung zur Verschlüsselung von Dezimalziffern nach dem Drei-Exzeß-Kode, F i g. 4 bis 6 Schaltungsanordnungen zur Verschlüsselung von Dezimalziffern in Binärtetraden nach Art des Aiken-Kodes.F i g. 3 a circuit arrangement for the encryption of decimal digits according to the three-excess code, F i g. 4 to 6 circuit arrangements for the encryption of decimal digits in binary tetrads according to Type of Aiken code.
F i g. 1 bezieht sich auf eine bekannte Schaltungsanordnung, wogegen die F i g. 2 bis 6 Ausführungsbeispiele
der Erfindung darstellen.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Verschlüsselung
von Dezimalziffern einer Volltastatur in Binärtetraden, wobei der natürliche Binärkode mit den
Stellenwertigkeiten 2°, 2l, 22 und 23 zugrunde gelegt
ist. Die Spannungsquelle liegt an allen Arbeitskontakten der Einstellglieder 1 bis 9. Wird beispielsweise das
Einstellglied 3 (der Dezima.lziffer »drei«) betätigt, dann werden zugleich zwei Arbeitskontakte geschlossen und
die Ausgangsleitungen der Binärwertigkeit 2° und 21
führen damit EINS-Spannung, während die beiden restlichen Ausgänge keine Spannung führen, was logisch
als NULL gewertet wird. Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß verschieden
viele Kontaktpaare durch die einzelnen Einstellglieder benötigt werden.
F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Verschlüsselung von Dezimalziffern in Binärtetraden, wobei
sowohl die voll ausgezogenen als auch die strichpunktierten Linien zu berücksichtigen sind. Der Binärtetrade
liegen die Wertigkeiten 2°, 21, 22 und 23 zugrunde.
Die Werte dieser Binärtetrade sind über die Ausgänge 14 bis 17 abnehmbar. Außerdem zeigt
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel für b — 12 und η — 4
(Duodezimalzahlen), wenn statt der strichpunktierten Linien die gestrichelten Linien mit berücksichtigt werden.
F i g. 1 relates to a known circuit arrangement, whereas FIG. Figures 2 to 6 illustrate embodiments of the invention.
1 shows a circuit arrangement for encrypting decimal digits of a full keyboard in binary tetrads, the natural binary code with the significance 2 °, 2 1 , 2 2 and 2 3 being used as a basis. The voltage source is applied to all working contacts of setting elements 1 to 9. If, for example, setting element 3 (the decimal number "three") is actuated, then two working contacts are closed at the same time and the output lines of binary valence 2 ° and 2 1 thus carry ONE voltage, while the two remaining outputs do not carry any voltage, which is logically evaluated as ZERO. This known circuit arrangement has the disadvantage that a different number of pairs of contacts are required by the individual setting members.
F i g. 2 shows a circuit arrangement for the encryption of decimal digits in binary tetrads, both the solid lines and the dash-dotted lines having to be taken into account. The binary tetrad is based on the values 2 °, 2 1 , 2 2 and 2 3 . The values of this binary trade can be taken from outputs 14 to 17. In addition, FIG. 2 shows an exemplary embodiment for b- 12 and η- 4 (duodecimal numbers) if the dashed lines are also taken into account instead of the dash-dotted lines.
Aus Fig. 2 erkennt man, daß die beiden niedrigerwertigen Ausgänge 14 bzw. 15 im Ruhezustand der Schaltungsanordnung über die Ruhekontakte 6, 2, 4, 8, O bzw. 9, 5, 1, 4, 8 mit einer Spannungsquelle verbunden sind, die eine als EINS definierte Spannung über einen Anschluß 13 liefert. Die beiden höherwertigen Ausgänge 16 und 17 sind nicht mit der Spannungsquelle verbunden. Es liegt also im Ruhezustand am Ausgang eine Konstellation vor, als sei die Dezimal- From Fig. 2 it can be seen that the two lower-order outputs 14 and 15 are connected to a voltage source in the rest state of the circuit arrangement via the normally closed contacts 6, 2, 4, 8, O and 9, 5, 1, 4, 8, the supplies a voltage defined as ONE across a terminal 13. The two higher-order outputs 16 and 17 are not connected to the voltage source. In the idle state, there is a constellation at the output as if the decimal
ziffer »drei« zu verschlüsseln. Kontakte für die Dezimalziffer »drei« sind also bei diesem Ausführungsbeispiel nicht erforderlich. Diese Ziffer taucht in der Figur somit nicht auf, da ihr kein Kontakt zugeordnet ist. So verringert sich die Zahl der mindestens benötigten Kontakte von zehn auf neun. Die in F i g. 2 gezeigte Schaltungsanordnung für g = 10 benutzt die Prinzipien der Schaltalgebra mit dem Ergebnis, daß für jede der noch zu verschlüsselnden neun Ziffern nur ein Kontakt vorhanden ist. Davon sind fünf Kontakte als Umschaltkontakte ausgeführt, drei als Ruhekontakte und einer als Arbeitskontakt. Die gezeigte Form ist nicht mehr weiter zu vereinfachen, es gibt jedoch noch einige äquivalente Ausführungsformen mit gleich geringem Aufwand. ■ . ·encode digit "three". Contacts for the decimal number "three" are therefore not required in this exemplary embodiment. This number does not appear in the figure because no contact is assigned to it. The minimum number of contacts required is reduced from ten to nine. The in F i g. The circuit arrangement shown in FIG. 2 for g = 10 uses the principles of switching algebra with the result that there is only one contact for each of the nine digits still to be encrypted. Of these, five contacts are designed as changeover contacts, three as normally closed contacts and one as normally open contact. The form shown can no longer be simplified, but there are still some equivalent embodiments with the same low cost. ■. ·
Durch Wahl eines geeigneten Ruhezustands der Schaltungsanordnung, in dem mindestens eine Ausgangsleitung mit der Eins-Spannungsquelle verbunden ist, und unter nachträglicher Anwendung von Minimisierungsgrundsätzen der Schaltalgebra läßt, sich somit eine besonders einfache Schaltungsanordnung erstellen, deren Einstellglieder alle gleichartig sind.By choosing a suitable idle state of the circuit arrangement in which at least one output line is connected to the unity voltage source, and with subsequent application of principles of minimization the switching algebra can thus create a particularly simple circuit arrangement, whose adjusting members are all of the same type.
Dies hat den Vorteil, daß als Einstellglieder gleiche Bausteine verwendbar sind.This has the advantage that the same components can be used as setting elements.
Um Fehler bei der Verschlüsselung zu vermeiden, empfiehlt es sich, eine Prüfschaltung zwischen die Eins-Spannungsquelle und dem Eingang 13 zu schalten, die die Einstellglieder mittels weiterer auf ihnen angeordneter Kontakte daraufhin prüft, ob ein Einstellglied und ob genau ein Einstellglied betätigt wurde. Diese Prüfschaltung ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung, so daß auf ihre Erläuterung hier verzichtet werden kann. ·In order to avoid encryption errors, it is advisable to install a test circuit between the One-voltage source and the input 13 to switch the setting elements by means of further on them arranged contacts then checks whether an adjusting element and whether exactly one adjusting element has been actuated. This test circuit is known per se and is not the subject of the invention, so that its explanation can be dispensed with here. ·
Daß nicht für alle Kodes gleich einfache Realisierungen möglich sind, zeigt die folgende Fig. 3, in der die Dezimalziffern nach dem bekannten Drei-Exzeß-Kode verschlüsselt sind. In Tabelle 1 ist dieser Kode gezeigt.The following FIG. 3, in FIG. 3, shows that the same simple implementations are not possible for all codes which the decimal digits are encoded according to the well-known three-excess code. In Table 1 this is Code shown.
Tabelle Drei-Exzeß-KodeTable of three excess codes
Auch in dieser Schaltungsanordnung sind die beiden niedrigstwertigen Binärausgänge 14 und 15 im Ruhezustand mit der am Eingang 13 anliegenden Eins-Spannungsquelle über Ruhekontakte verbunden. Diese Konstellarion entspricht der Dezimalziffer »Null« in diesem Kode, so daß die Kontakte für das Einstellglied dieser Ziffer wieder entfallen. Die Eigenart dieses Kodes bringt es· mit sich, daß die Minimisierung nicht dazu führt, daß man mit nur einem Kontakt pro Einstellglied auskommt, vielmehr sind für die Verschlüsselung der Dezimalziffer »neun« ein Umschaltkontakt und ein Arbeitskontakt nötig, so daß dieses Einstellglied mit zwei Kontakten versehen sein muß, während alle anderen Einstellglieder nur einen Kontakt besitzen. Der Gesamtaufwand beläuft sich also auf zehn Kontakte, von denen sieben Umschaltkontakte und drei Arbeitskontakfe sind. Selbstverständlich gibt es auch hier äquivalente Schaltungsanordnungen mit gleich geringem Aufwand, die auch von einem anderen Ruhezustand ausgehen können.In this circuit arrangement, too, the two least significant binary outputs 14 and 15 are in the idle state connected to the one voltage source applied to input 13 via normally closed contacts. This Constellarion corresponds to the decimal number "zero" in this code, so that the contacts for the setting element this number is no longer applicable. The peculiarity of this code means that the minimization does not leads to the fact that you get by with only one contact per setting element, rather are for the encryption the decimal number "nine" requires a changeover contact and a normally open contact so that this Adjustment member must be provided with two contacts, while all other adjustment members only have one contact own. The total effort is therefore ten contacts, seven of which are changeover contacts and there are three working contacts. Of course, there are equivalent circuit arrangements here too with the same little effort, which can also be based on a different idle state.
Die folgende F i g. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Verschlüsselung von Dezimalziffern in Binärtetraden nach Art des Aiken-Kodes, der in der Tabelle 2 dargestellt ist.The following fig. 4 shows a circuit arrangement for encrypting decimal digits in binary tetrads according to the Aiken code shown in Table 2.
Tabelle Aiken-KodeAiken code table
Hier sind die drei höchstwertigen Binärausgänge 15, 16 und 17 im Ruhezustand mit der am Eingang 13 anliegenden Eins-Spannungsquelle verbunden, so daß wieder ein Einstellglied, diesmal das der Ziffer acht zugeordnete, ohne Kontakte ausgebildet ist. Dafür ist auch hier ein Einstellglied mit zwei Kontakten auszurüsten, nämlich das der Dezimalziffer »vier« zugeordnete, so daß im ganzen wieder zehn Kontakte (vier Umschaltkontakte, fünf Ruhekontakte und ein Arbeitskontakt) benötigt werden. Here the three most significant binary outputs 15, 16 and 17 are in the idle state with the one at input 13 connected one-voltage source, so that again an adjusting element, this time that of the number eight assigned, is formed without contacts. For this purpose, an adjusting element with two contacts must also be equipped here, namely the one assigned to the decimal number "four", so that a total of ten contacts (four Changeover contacts, five normally closed contacts and one normally open contact) are required.
Bei den bisher beschriebenen Schaltungsanordnungen tritt im Ruhezustand eine gültige Konstellation des verwendeten Kodes am Ausgang auf. Wenn der verwendete Kode jedoch nicht alle Verschlüsselungsmöglichkeiten vollständig ausnützt, d. h., wenn die Basis des Zahlensystems kleiner als 2" ist (h = Anzahl der Binärausgänge), dann kann auch eine Konstellation im Ruhezustand eingestellt werden, der keine Ziffer des Zahlensystems zugeordnet ist. Man nennt solche Konstellationen redundante Monome.In the circuit arrangements described so far, a valid constellation occurs in the idle state of the code used at the exit. However, if the code used does not make full use of all encryption options, i. i.e. if the The base of the number system is less than 2 "(h = number of the binary outputs), then a constellation can also be set in the idle state, which does not have any Digit of the number system is assigned. Such constellations are called redundant monomials.
In der folgenden F i g. 5 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, in der im Ruhezustand der höchstwertige Ausgang 17 und der zweitniedrigstwertige Ausgang 15 mit der am Eingang 13 anliegenden Eins-Spannungsquelle verbunden sind. Da die Schaltungsanordnung die Dezimalziffern nach dem Aikcn-Kode (Tabelle 2) verschlüsselt, wird hier also kein Einstellglied als Blindglied ausgebildet, da für jede Verschlüsselung einer Dezimalziffer eine Umschaltung benötigt wird. Zwei Einstellglieder, nämlich das derIn the following fig. 5 shows a circuit arrangement in which the most significant Output 17 and the second least significant output 15 with the one voltage source applied to input 13 are connected. Since the circuit arrangement uses the decimal digits according to the Aikcn code (Table 2) encrypted, so here no setting element is designed as a dummy element, since for every encryption a decimal digit a switchover is required. Two adjustment members, namely that of the
Ziffer »neun« und das der Ziffer »sieben« zugeordnete, benötigen zwei Kontakte, so daß der Gesamtaufwand zwölf Kontakte umfaßt, von denen fünf Umschaltkontakte sind, zwei Ruhekontakte und fünf Arbeitskontakte. The number "nine" and the one assigned to the number "seven" require two contacts, so that the total effort Includes twelve contacts, five of which are changeover contacts, two normally closed contacts and five normally open contacts.
F i g. 6 zeigt, daß sich der zweite Kontakt auf einfache Weise durch Dioden ersetzen läßt, wenn nicht gerade beide Kontakte Ruhekontakte sind. Die F i g. 6 zeigt die Verschlüsselung von Dezimalziffern nach dem Aiken-Kode und entspricht also funktionell ίο der Anordnung nach Fig. 5. Die dort mit zwei Kontakten versehenen Einstellglieder für die Dezimalziffern »sieben« und »neun« besitzen hier jedoch nur einen Kontakt, wobei die Arbeitskontakte über je ein Paar von Richtleitern auf zwei Binärausgänge einwirken. Durch eine solche Maßnahme läßt sich auch die Anordnung nach F i g. 3 vereinfachen.F i g. 6 shows that the second contact can easily be replaced by diodes, if not just both contacts are normally closed. The F i g. 6 shows the encryption of decimal digits according to the Aiken code and thus corresponds functionally ίο the arrangement according to Fig. 5. The one there with two Here, however, only have setting elements provided with contacts for the decimal digits "seven" and "nine" one contact, with the working contacts acting on two binary outputs via a pair of directional conductors each. By means of such a measure, the arrangement according to FIG. 3 simplify.
Es soll schließlich nochmals betont werden, daß die Erfindung nicht auf die Umschlüsselung von Dezimalzahlen in Binärtetraden beschränkt ist; sie läßt sich vielmehr für die Umschlüsselung aus beliebigen Zahlensystemen in jeden beliebigen Binärkode verwenden.Finally, it should be emphasized again that the invention does not apply to the conversion of decimal numbers is limited in binary trades; Rather, it can be used for recoding from any numbering system use in any binary code.
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