DE2607848B1 - Verfahren und vorrichtung zum speichern eines zweiwertigen digitalen signals - Google Patents

Description

bemessen ist, wobei / die durchschnittliche Anzahl der informativen Gruppen eines zu speichernden Signals und s die Anzahl der Signalelemente je Gruppe bedeuten.

4. Speichereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Erfassen und Auswerten der Anzahl (b) der in den Signalspeicher (6) eingeschriebenen Gruppen eine Zähl- und Vergleichsschaltung (40) enthält, die ein erstes Steuersignal abgibt, sobald während des Schreibens die Bedingung

B/s - b = 0

erfüllt ist, und daß durch das erste Steuersignal die Schreibschaltung (25,27,20) so beeinflußbar ist, daß alle danach eintreffenden Gruppen des Signals unabhängig von ihrem Informationsgehalt wie redundante Gruppen gespeichert werden.

5. Speichereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Erfassen und Auswerten der Anzahl (b) der in den Signalspeicher (6) eingeschriebenen Gruppen und der Anzahl (m) aller in den Steuerspeicher (7) eingeschriebenen Binärwerte eine Zähl- und Auswerteschaltung (40) enthält, die ein zweites Ausgangssignal abgibt, sobald während des Schreibens die Bedingung

M - m = B/s - b

erfüllt ist, und daß durch das zweite Steuersignal die Schreibschaltung (26,27,20) so beeinflußbar ist, daß alle danach eintreffenden Gruppen des Signals unabhängig von ihrem Informationsgehalt wie informative Gruppen gespeichert werden.

6. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalspeicher (6) und der Steuerspeicher (7) als Schiebespeicher ausgebildet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf das Speichern eines zweiwertigen digitalen Signals, bei dem in regelloser zeitlicher Verteilung Signalelemente mit dem einen Binärwert in wesentlich geringerer Anzahl auftreten als solche mit dem anderen Binärwert.

Aufgrund dieser Häufigkeitsverteilung ist ein solches Signal redundant. Es besteht deshalb die Möglichkeit, durch geeignete Kodierung hieraus ein Signal mit geringerer Redundanz abzuleiten, der weiteren Verarbeitung wie z. B. der Übertragung oder der Zwischenspeicherung das kodierte Signal zugrunde zu legen und danach durch Dekodierung wieder das ursprüngliche Signal zu gewinnen. Hierfür sind bereits verschiedene Verfahren bzw. Einrichtungen bekanntgeworden.

Beispielsweise besteht ein aus der DT-PS 12 96 182 bekanntes Verfahren darin, daß das zu übertragende oder zu speichernde Signal in Gruppen von jeweils gleicher Anzahl von Signalelementen (Bits) unterteilt wird und die Gruppen entsprechend ihrem Informationsgehalt in zweierlei Weise weiterbehandelt werden: Gruppen, in denen der erste und der zweite Binärwert vorkommen, werden unter Voransetzung einer »1« in der ursprünglichen Form übertragen; bei Gruppen, in denen nur der zweite Binärwert vorkommt, wird die Anzahl der unmittelbar aufeinanderfolgenden gleichen Gruppen gezählt und an ihrer Stelle unter Voransetzung einer »0« eine Gruppe übertragen, die als Binärzahl die genannte Anzahl angibt.

Die für die Durchführung des bekannten Verfahrens erforderlichen Kodier- und Dekodierschaltungen sind verhältnismäßig kompliziert. Außerdem findet eine Redundanzverminderung nur bezüglich solcher Abschnitte des Signals statt, in denen über mehrere Gruppen hinweg ausschließlich Signalelemente mit dem zweiten Binärwert vorhanden sind, nicht jedoch bei der gleichen Schaltung auch bezüglich solcher, ebenfalls redundanter Abschnitte, in denen ausschließlich der erste Binärwert auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Speichern eines zweiwertigen digitalen Signals mit den eingangs genannten Eigenschaften zu schaffen, zu dessen Durchführung ein geringerer technischer Aufwand erforderlich ist und bei welchem die angestrebte Redundanzverminderung bezüglich beider Binärwerte in gleichem Maße eintritt.

Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das zu komprimierende Signal zunächst in Gruppen von jeweils gleicher Anzahl von Signalelementen unterteilt. Zur Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt jedoch die Weiterbehandlung der Gruppen entsprechend ihrem Informationsgehalt in anderer Weise, nämlich entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Vereinfachung der Kodier- und der Dekodierschaltung erklärt sich unter anderem daraus, daß es mit zwei in unterschiedlicher Weise benutzten Speichern arbeitet, und zwar derart, daß diese Speicher sowohl beim Schreibvorgang als auch beim Lesevorgang als wesentlicher Teil der Kodier- bzw. Dekodierschaltung wirksam sind.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Speichereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, deren Merkmale und weitere Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung im Patentanspruch 2 bzw. den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet sind.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

F i g. 1 stellt in einem Flußdiagramm den Ablauf des kodierenden Schreibvorgangs beim Speichern eines digitalen Signals nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dar, und

F i g. 2 zeigt in gleicher Darstellung den Ablauf des dekodierenden Lesevorgangs;

F i g. 3 verdeutlicht in einem Diagramm den kodierenden Schreibvorgang anhand eines Beispiels, wobei die erste Zeile den zeitlichen Verlauf eines Signals, die zweite Zeile den entsprechenden Inhalt des zweiten Speichers (Steuerspeichers) und die dritte Zeile den entsprechenden Inhalt des ersten Speichers (Signalspeichers) zeigt;

F i g. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Speichern und zyklisch wiederholten Ausgeben eines Signals mit vorgegebener Anzahl von Gruppen dar; und
F i g. 5 zeigt in einem Flußdiagramm den Ablauf des Schreibvorgangs bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4.

Anhand der F i g. 1 und 3 sei zunächst der kodierende Schreibvorgang des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Das in F i g. 3 dargestellte Binärsignal wird, wie an sich bekannt, in Gruppen von je 5 Signalelementen (Bits) unterteilt, von denen in der Zeichnung die mit 1. bis 14. bezeichneten Gruppen dargestellt sind. Gemäß F i g. 1 besteht der erste Verfahrensschritt darin, die jeweils nächste Gruppe auf das Auftreten zumindest eines Signalelements zu prüfen, dessen Binärwert von jenem des vorangegangenen Signalelements abweicht. Eine derartige Gruppe wird im folgenden als informative Gruppe, eine Gruppe ohne ein solches Signalelement als redundante Gruppe bezeichnet

Liegt eine informative Gruppe vor, so wird sie in den als Signalspeicher bezeichneten ersten Speicher eingeschrieben und außerdem wird in den als Steuerspeicher bezeichneten zweiten Speicher eine »1« geschrieben. Ist die betreffende Gruppe nicht informativ (sondern redundant), so wird lediglich in den Steuerspeicher eine »0« geschrieben. Danach wird die nächste Gruppe geprüft usw.

Nach der oben gegebenen Definition sind somit nicht nur die 1, 4., 7. und 13. Gruppe, sondern auch die 9., JO. und 14. Gruppe informative Gruppen; und zwar deshalb, weil auch bei den letztgenannten der Binärwert eines Signalelements (nämlich hier des jeweils ersten Signalelements) von jenem des vorangegangenen Signalelements (nämlich des letzten Signalelements der vorigen Gruppe) abweicht.

Ebenso sind unter Beachtung der gegebenen Definition nicht nur die 2., 3., 8., 11. und 12. Gruppe redundante Gruppen, sondern auch die 5. und 6. Gruppe, deren sämtliche Signalelemente den Binärwert »1« aufweisen.

Demzufolge geschieht gemäß den F i g. 1 und 3 die

kodierende Speicherung der 14 Gruppen in der Weise, daß die 1., 4., 7., 9„ 10, 13. und 14. Gruppe in den Signalspeicher geschrieben werden und außerdem in Zuordnung zu diesen Gruppen in den Steuerspeicher jeweils eine »1« geschrieben wird. Dagegen wird anstelle der 2., 3., 5., 6., 8., 11. und 12. Gruppe lediglich eine »0« in den Steuerspeicher geschrieben.

Aus F i g. 3 ist zu erkennen, daß die Information des dargestellten Signals nunmehr in Form von 7 Gruppen im Signalspeicher und 14 Bit im Steuerspeicher kodiert ist.

Die Verfahrensschritte beim dekodierenden Lesen ergeben sich aus F i g. 2 in Verbindung mit F i g. 3. Aus F i g. 2 ist zu ersehen, daß der Lesevorgang durch die im Steuerspeicher aufeinanderfolgenden Binärwerte gesteuert wird. Ist der Binärwert des nächsten Steuerbits eine »1«, so wird die nächste auszugebende Gruppe dadurch erhalten, daß sie aus dem Signalspeicher gelesen wird. Ist der Binärwert des nächsten Steuerbits dagegen eine »0«, dann wird die nächste auszugebende Gruppe dadurch erhalten, daß s Bit (beim Ausführungsbeispiel 8 Bit) mit bisheriger Wertigkeit ausgegeben werden, also mit dem gleichen Binärwert, den das letzte Signalelement der zuvor ausgegebenen Gruppe aufweist.

Anhand der F i g. 3 ist leicht zu ersehen, daß auf diese Weise aus den in den beiden Speichern enthaltenen

Informationen wieder das ursprüngliche Signal gewonnen wird:

Da in Zuordnung zur 1. Gruppe der Steuerspeicher eine »1« enthält, wird die 1. Gruppe aus dem Signalspeicher gelesen. In Zuordnung zur zweiten und zur 3. Gruppe enthält der Signalspeicher je eine »0«, weshalb diese beiden Gruppen durch Ausgeben von jeweils 8 Bit mit dem Binärwert »0« erhalten werden, usw.

F i g. 4 bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel einer so Einrichtung zum Speichern und zyklisch wiederholten Ausgeben eines Signals mit einer vorgegebenen Anzahl von Signalelementen bzw. aus solchen bestehenden Gruppen. Es ist vorausgesetzt, daß es sich um ein mit einem Bit-Takt synchronisiertes Signal handelt. Solche Signale liegen beispielsweise bei der elektronischen Bildabtastung vor.

Außer dem Bit-Takt, über Eingang 1, wird der Speichereinrichtung über den Eingang 2 ein Gruppen-Takt zugeführt, dessen Periode — entsprechend einer Anzahl von wiederum s — 8 Bit je Gruppe — jeweils 8 Impulse des Bit-Takts umfaßt. Über Eingang 3 wird ein einer »1« entsprechendes Schreibanfangssignal zugeführt. Mit 4 ist der Signaleingang und mit 5 der Ausgang für das zyklisch wiederholte gespeicherte Signal bezeichnet.

Der Signalspeicher 6 und der Steuerspeicher 7 sind als Schiebespeicher ausgebildet, an deren Ausgang (rechts) der Binärwert des jeweils in der letzten Stufe befindlichen Signalelements auftritt bzw. abnehmbar ist. Die Anzahl Mder Speicherplätze des Steuerspeichers 7 entspricht der vorgesehenen Gesamtanzahl der Gruppen des Signals, während die Anzahl B der Speicherplätze des Signalspeichers 6 etwa gemäß der Beziehung

35 B= s- I/M

bemessen ist. Hierbei ist / die durchschnittliche Anzahl der informativen Gruppen eines zu speichernden Signals, die bei einem zweiwertigen Bildabtastsignal im allgemeinen wesentlich kleiner ist als die Gesamtzahl der Gruppen.

Der Eingang des Signalspeichers 6 kann über ein ODER-Glied 8 und zwei UND-Glieder 9 und 10 wahlweise mit der von einem Eingangsregister 11 kommenden Signalleitung 12 (Betriebszustand »Schreiben«) oder mit dem eigenen Ausgang 5 (Betriebszustand »Lesen«) verbunden werden. Der Eingang des Steuerspeichers 7 ist über ein ODER-Glied 13 und zwei UND-Glieder 14 und 15 wahlweise mit der Schreibsteuerleitung 16 (»Schreiben«) oder mit dem Ausgang des Speichers (»Lesen«) verbindbar.

Die Umschaltung von »Schreiben« auf »Lesen« und umgekehrt erfolgt durch ein i?S-Flip-Flop 17, dessen komplementäre Ausgänge über die Leitung 18 »Schreiben« mit den UND-Gliedern 9 und 14 und über die Leitung 19 »Lesen« mit den UND-Gliedern 10 und 15 verbunden sind. Der eine Eingang des Flip-Flops 17 ist mit dem Eingang 3 verbunden, so daß ein dort eintreffendes Schreibanfangssignal das Flip-Flop 11 in die den Betriebszustand »Schreiben« bewirkende Schaltstellung bringt. Die Rückstellung entsprechend dem Betriebszustand »Lesen« wird weiter unten beschrieben werden.

Das Register 11 ist ebenfalls ein Schiebespeicher. Es hat s = 8 Speicherplätze und dient zur vorläufigen Speicherung jeder eintreffenden Gruppe von Signalelementen des vom Eingang 4 zugeführten Signals. Sein Takteingang ist mit dem Bit-Takt (Eingang 1) verbunden.

Der Bit-Takt kann über ein UND-Glied 20 auch an den Takteingang des Signalspeichers 6 gelangen, sofern am anderen Eingang des UND-Gliedes 20 eine »1« anliegt. Das ist im Betriebszustand »Schreiben« dann der Fall, wenn die Schreibsteuerleitung 16 — unter den weiter unten erläuterten Voraussetzungen — eine »1« führt. Die in das Register 11 eingelaufene Gruppe wird dann, während sie bit-weise aus dem Register herausgeschoben und durch die nächste Gruppe ersetzt wird, mit dem gleichen Takt vom Signalspeicher 6 übernommen. Führt hingegen die Schreibsteuerleitung 16 eine »0«, so ist das UND-Glied 20 gesperrt. Am Signalspeicher 6 wirkt kein Schiebetakt und die aus dem Register 11 herausgeschobene Gruppe wird deshalb nicht übernommen.

Zum Prüfen der aufeinanderfolgend in das Register 11 einlaufenden Gruppen, ob es sich um informative oder redundante Gruppen handelt, dient beim Ausführungsbeispiel eine Prüfschaltung, die aus einem Exklusiv-ODER-Glied 21 und einem ÄS-Flip-Flop 22 besteht. Die beiden Eingänge des Exklusiv-ODER-Gliedes 21 sind mit dem Eingang der ersten und dem Eingang der zweiten Stufe des Registers 11 verbunden. Am Ausgang des Gliedes 21 tritt deshalb jeweils dann eine »1« auf, wenn die Binärwerte der an den genannten Eingängen anliegenden, aufeinanderfolgenden Signalelemente voneinander abweichen, und eine »0«, wenn sie übereinstimmen. Das Signal des Exklusiv-ODER-Gliedes 21 setzt über den einen Eingang den Ausgang 23 des Flip-Flops 22 auf »1«. Die Beschränkung dieses Zustandes auf den zeitlichen Bereich der betreffenden Gruppe erfolgt dadurch, daß das Flip-Flop 22 jeweils durch den am anderen Eingang wirksamen nächsten Impuls des Gruppentaktes rückgesetzt wird.

Zum leichteren Verständnis des folgenden denke man sich die zwischen den Schaltungspunkten 23 und 24 liegenden Verknüpfungsglieder 25 und 26 zunächst durch eine einfache Verbindungsleitung ersetzt. Der Ausgang des Flip-Flops 22 wäre dann mit dem Vorbereitungseingang des D-Flip-Flops 27 unmittelbar verbunden.

Der Takteingang des Flip-Flops 27 ist mit dem Gruppentakt verbunden. Dieses Flip-Flop hat die Aufgabe, den Zustand des Flip-Flops 22 jeweils am Ende der betreffenden Gruppe zu übernehmen und ihn für die Dauer der jeweils nächsten Periode des Gruppentakts an seinem mit der Schreibsteuerleitung 16 verbundenen Ausgang bereitzuhalten.

Das Flip-Flop 28 hat die Aufgabe, den Gruppentakt um jeweils eine Bit-Takt-Periode verzögert am Takteingang des Steuerspeichers 7 wirksam werden zu lassen, damit eine Änderung des Signalzustandes auf der Schreibsteuerleitung 16 noch in der gleichen Periode in den Steuerspeicher übernommen wird. Zu diesem Zweck ist der Takteingang des Flip-Flops 28 mit dem Bit-Takt verbunden.

Der bisher beschriebene Teil der Speichereinrichtung der F i g. 4 hat demnach bezüglich des Schreibvorganges folgende Wirkungsweise:

Vom Eingang 4 wird das zu speichernde, bereits mit dem Bit-Takt synchronisierte Signal bitweise in das Register 11 eingespeichert. Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt innerhalb einer Periode η des Gruppentakts zwischen aufeinanderfolgenden Signalelementen des Eingangssignals ein Wechsel des Binärwertes stattfindet, wird über das Exclusiv-ODER-Glied 21 für die

restliche Dauer dieser Periode das Flip-Flop 22 gesetzt. Dessen Zustand wird mit dem Beginn der Periode π + 1 und für deren Dauer durch das Flip-Flop 27 übernommen, so daß während dieser nächsten Periode die Schreibsteuerleitung 16 eine »1« führt. Diese »1« bewirkt einerseits, wie oben schon erläutert, über das UND-Glied 20 die Übernahme der betreffenden Gruppe aus dem Register 11 in den Signalspeicher 6. Andererseits liegt sie auch am Eingang des Steuerspeichers 7 an und wird deshalb mit dem verzögerten Gruppentakt in diesen eingeschrieben. Dieser Vorgang entspricht somit dem linken Zweig des Flußdiagramms der F i g. 1 und der Speicherung beispielsweise der 4. Gruppe in F i g. 3.

Wenn hingegen während der betrachteten, einer Gruppe des Eingangssignals entsprechenden Periode des Gruppentakts kein Wechsel des Binärwertes zwischen aufeinanderfolgenden Signalelementen stattfindet, behält der Ausgang des vom Gruppentakt zurückgesetzten Flip-Flops 22 seine »0«, die vom Flip-Flop 27 für die Dauer der nächsten Periode des Gruppensignals übernommen wird und damit auch an der Schreibsteuerleitung 16, am Eingang des Steuerspeichers 7 und am einen Eingang des UND-Gliedes 20 anliegt. Diese »0« wird mit dem verzögerten Gruppentakt in Zuordnung zu der betreffenden Gruppe in den Steuerspeicher 7 übernommen. Die Gruppe selbst wird jedoch durch den Signalspeicher 6 nicht aus Register 11 übernommen, da an diesem wegen des gesperrten UND-Gliedes 20 kein Schiebetakt wirksam ist. Der Schreibvorgang für die betreffende, redundante Gruppe entspricht damit dem rechten Zweig der F i g. 1 und der Speicherung beispielsweise der 2. oder der 5. Gruppe gemäß F i g. 3.

Zur Vervollständigung der Speichereinrichtung der F i g. 4 und in weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen die Schaltungspunkte 23 und 24 ein UND-Glied 25 sowie ein ODER-Glied 26 eingefügt, über deren zweiten Eingang die Steuerung des Schreibvorgangs in der in F i g. 5 dargestellten Weise beeinflußt werden kann. Diese Beeinflussung erfolgt durch Ausgangssignale einer Zähl- und Vergleichsschaltung

40, und es soll zunächst deren spezielle Ausgestaltung beim Ausführungsbeispiel beschrieben werden.

Die Zähl- und Vergleichsschaltung 40 der Fig.4 enthält einen als ö-Zähler bezeichneten ersten Zähler

41, einen als /η-Zähler bezeichneten zweiten Zähler 42 und einen Vergleicher 43, der weiter unten genannte Ausgangswerte der beiden Zähler miteinander vergleicht.

Der 6-Zähler 41 dient zum Erfassen und Auswerten der Anzahl b der in den Signalspeicher 6 eingeschriebenen Gruppen des zu speichernden Signals. Das entsprechende Signal wird ihm von einem UND-Glied 44 zugeführt, dessen Eingang mit dem Ausgang des Flip-Flops 28 (verzögerter Gruppen-Takt) und mit der Schreibsteuerleitung 16 verbunden ist. Der Gruppentakt gelangt somit jeweils nur dann an den ^-Zähler 41, wenn die Schreibsteuerleitung eine »1« führt, was auch die Bedingung für das Einschreiben einer Gruppe in den Signalspeicher 6 ist. Die Anzahl b wird jedoch nicht additiv, sondern subtraktiv gezählt. Vor jedem neuen Schreibvorgang, d. h., zu Beginn jedes zu speichernden Signals, wird der 6-Zähler durch das am Eingang 3 eintreffende Schreibanfangssignal in der Weise normiert, daß er mit der Zahl B/s geladen wird.

B/s entspricht der Anzahl der im Signalspeicher 6 speicherbaren Gruppen. Im 6-Zähler 41 wird demnach der Wert B/s — b gebildet, welcher der noch verfügbaren »Gruppen-Kapazität« des Signalspeichers 6 entspricht. Er wird dem einen Eingang des Vergleichers 43 zugeführt. An einem weiteren Ausgang gibt der 6-Zähler 41 als Steuersignal »Schreibsperre« eine »1« an einen dem UND-Glied 25 vorgeschalteten Inverter 29, sobald

B/s-b = 0

geworden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 25 führt von diesem Zeitpunkt ab unabhängig vom Schaltzustand des Flip-Flops 22 eine »0«, die mit dem nächsten Gruppen-Takt auch an der Schreibsteuerleitung 16 anliegt.

Der m-Zähler 42 dient zum Erfassen und Auswerten der Anzahl m aller in den Steuerspeicher eingeschriebenen Binärwerte. Sein Eingang ist hierzu mit dem Gruppentakt verbunden. Der Zähler wird zu Beginn jedes Schreibvorgangs durch das Schreibanfangssignal in der Weise normiert, daß er mit der Zahl M, entsprechend der Gesamtzahl der Speicherplätze im Steuerspeicher 7 geladen wird. Im m-Zähler 42 wird der Wert M — m gebildet, welcher der jeweils noch verfügbaren Anzahl von Speicherplätzen im Steuerspeicher 7 entspricht. Er wird dem anderen Eingang des Vergleichers 43 zugeführt. An einem weiteren Ausgang gibt der /n-Zähler 42 eine »1« an das Flip-Flop 17, sobald M — m = 0 geworden ist. Das Flip-Flop gelangt dadurch in seine den Betriebszustand »Lesen« bewirkende Schaltstellung, in der eine »1« an der Leitung 19 anliegt. Dieser Betriebszustand wird weiter unten näher erläutert werden.

Wenn B/s — b = M — m wird, gibt der Vergleicher 43 als Steuersignal »Dauerschreiben« eine »1« an den zweiten Eingang des ODER-Gliedes 26. Ab diesem Zeitpunkt führt der Ausgang des ODER-Gliedes unabhängig vom Schaltzustand des Flip-Flops 22 und des o-Zählers 41 eine »1«, die mit dem nächsten Gruppen-Takt auch an der Schreibsteuerleitung 16 anliegt.

In Abwandlung der bereits beschriebenen Arbeitsweise im Betriebszustand »Schreiben« ergibt sich für die vollständige Speichereinrichtung der Fig.4, unter Berücksichtigung der Ausgangssignale der Zähl- und Vergleichsschaltung 40, das folgende Betriebsverhalten beim Schreiben:

Ein am Eingang 3 eintreffendes Schreibanfangssignal lädt den 6-Zähler 41 mit dem Anfangswert B/s, den i77-Zähler 42 mit dem Anfangswert M und bringt das Flip-Flop 17 in die dem Betriebszustand »Schreiben« entsprechende Schaltstellung. Ab diesem Zeitpunkt findet zunächst der anhand der F i g. 1 und 3 grundsätzlich und anhand der Fig.4 bereits im einzelnen erläuterte normale Schreibvorgang statt:

Beim Eintreffen einer informativen Gruppe im Register 11 wird durch das Exklusiv-ODER-Glied 21 und das Flip-Flop 22 über das UND-Glied 25 und das ODER-Glied 26 an den Eingang des Flip-Flops 27 eine »1« gegeben, mit der Folge, daß während der ganzen nächsten Periode des Gruppentaktes die Schreibsteuerleitung 16 eine »1« führt, die betreffende Gruppe in den Signalspeicher 6 übernommen wird und in den Steuerspeicher 7 eine »1« gespeichert wird. In Zuordnung zu einer redundanten Gruppe führt die Schreibsteuerleitung 16 eine »0«, und nur diese wird im Steuerspeicher 7 gespeichert.

Wenn ein Signal mit einer überdurchschnittlich großen Anzahl b von informativen Gruppen zu

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speichern ist, wird aufgrund der erläuterten Bemessung der Anzahl der Speicherplätze B im Signalspeicher 6 und Mim Steuerspeicher 7 der Signalspeicher 6 bereits voll sein, wenn der Steuerspeicher 7 noch eine Anzahl freier Speicherplätze aufweist. Im Interesse einer möglichst einfachen Leseschaltu'ng für die zyklische Ausgabe des Signals ist jedoch vorgesehen, daß mit dem Ende des Signals beide Speicher voll sind. Das wird mit Hilfe des Ausgangssignals des 6-Zählers 41 erreicht:

Sobald nämlich B/s — b — 0 geworden ist, gibt der ώ-Zähler als Signal »Schreibsperre« eine »1« an den Inverter 29, so daß am Ausgang des UND-Gliedes 25 und danach über das ODER-Glied 26 und das Flip-Flop 27 auch an der Schreibsteuerleitung 16 eine »0« anliegt. Alle danach eintreffenden Gruppen werden deshalb unabhängig von ihrem Informationsgehalt gemäß Fig.5 wie redundante Gruppen gespeichert, bis der Steuerspeicher 7 mit Nullen aufgefüllt ist. Bei den besonders interessierenden Anwendungsfällen ist die hiermit verbundene Formatbeschneidung des Signals nicht störend. Sobald dann M — m = 0 wird, d. h. auch der Steuerspeicher 7 voll ist, gibt der /n-Zähler 42 ein Signal an das Flip-Flop 17, welches dieses auf »Lesen« umschaltet. Damit werden die UND-Glieder 9 und 14 gesperrt, so daß ein Einschreiben nicht mehr möglich ist.

Wenn hingegen ein Signal zu speichern ist, bei dem die Anzahl b der informativen Gruppen unter dem Druchschnitt liegt, würden zum Zeitpunkt des Signalendes der Steuerspeicher 7 voll sein (M — m = 0) und der Signalspeicher 6 noch eine Anzahl leerer Plätze aufweisen. Das wird mit Hilfe eines Ausgangssignals des Vergleichers 43 vermieden:

Sobald die Anzahl der noch freien Speicherplätze (B/s — b) des Signalspeichers 6, bezogen auf Gruppen, und (M — m) des Steuerspeichers 7 gleich groß geworden ist, gibt der Vergleicher 43 als Signal »Dauerschreiben« eine »1« an das ODER-Glied 26, so daß an dessen Ausgang und dann über das Flip-Flop 27 an der Schreibsteuerleitung 16 dauernd eine »1« anliegt. Alle ab diesem Zeitpunkt eintreffenden Gruppen des Signals werden deshalb unabhängig von ihrem Informationsgehalt gemäß F i g. 5 wie informative Gruppen im Signalspeicher gespeichert. Bei M — m = 0 wird das Flip-Flop 17 wieder selbsttätig auf »Lesen« umgeschaltet.

Im Betriebszustand »Lesen« sind die Eingänge der beiden Speicher 6 und 7 über die UND-Glieder 10 bzw. 15 mit dem jeweiligen Ausgang verbunden. Der Inhalt des Steuerspeichers 7 wird mit dem nach wie vor am Takteingang wirksamen Gruppen-Takt gleichmäßig zyklisch verschoben. Am Takteingang des Signalspeichers hingegen liegt über das UND-Glied 20 nur dann der Bit-Takt an, wenn am Ausgang ( = Eingang) des Steuerspeichers 7 eine »1« auftritt. Am Ausgang 5 des Signalspeichers 6 ist dann die betreffende Gruppe abgreifbar. Wenn es sich dabei z. B. um die 1. Gruppe der F i g. 3 handelt, ist deren letztes, am Ausgang des Signalspeichers auftretendes Signalelement eine »0«. In diesem Zustand bleibt der Signalspeicher 6 während der nächsten und der übernächsten Periode des Gruppen-Taktes, also für die Dauer von s Bit, stehen, da dann gemäß Fig.3 am Ausgang des Steuerspeichers 7 entsprechend der 2. und der 3. Gruppe des Signals eine »0« steht und deshalb am Signalspeicher 7 kein Taktsignal wirksam wird.

Der erfindungsgemäße Lesevorgang gemäß Fig.2 wird somit auf einfachste Weise dadurch erreicht, daß der Bit-Takt für den Signalspeicher 6 über das UND-Glied 20 entsprechend dem Ausgangssignal des Steuerspeichers 7 freigegeben oder gesperrt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Speichern eines zweiwertigen digitalen Signals, bei dem in regelloser zeitlicher Verteilung Signalelemente mit dem einen Binärwert in wesentlich geringerer Anzahl auftreten als Signalelemente mit dem anderen Binärwert, wobei das Signal in Gruppen von jeweils gleicher Anzahl von Signalelementen (Bits) unterteilt wird und die Gruppen entsprechend ihrem Informationsgehalt in zweierlei Weise weiterbehandelt werden, gekennzeichnet durch die Merkmale, daß

a) beim Vorliegen einer Gruppe mit zumindest einem Signalelement, dessen Binärwert von jenem des vorangegangenen Signalelements abweicht, diese Gruppe (informative Gruppe) in einen ersten Speicher (Signalspeicher) eingeschrieben wird und außerdem, in Zuordnung zu dieser Gruppe, in einen zweiten Speicher (Steuerspeicher) eine »1« eingeschrieben wird,

b) beim Vorliegen einer Gruppe ohne ein solches Signalelement, in Zuordnung zu dieser (redundanten) Gruppe, lediglich in den zweiten Speicher eine »0« geschrieben wird, und

c) beim Lesen, entsprechend den im zweiten Speicher aufeinanderfolgenden Binärwerten, entweder die nächste im ersten Speicher befindliche Gruppe ausgegeben wird oder eine Gruppe ausgegeben wird, deren sämtliche Signalelemente den Binärwert des letzten Signalelements der zuvor ausgegebenen Gruppe aufweisen.

2. Speichereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile enthält:

a) eine Prüfschaltung (21, 22) zum Prüfen von aufeinanderfolgenden, aus einer jeweils gleichen Anzahl (s) von Signalelementen (Bits) bestehenden Gruppen des Signals, entsprechend einem dieser Anzahl entsprechenden Gruppentakt, auf das Auftreten zumindest eines Signalelements, dessen Binärwert von jenem des vorangegangenen Signalelements abweicht,

b) einen ersten Speicher (Signalspeicher) (6), in den gruppenweise das Signal eingeschrieben werden kann,

c) einen zweiten Speicher (Steuerspeicher) (7), in den in Zuordnung zu den einzelnen Gruppen des Signals eine »1« oder eine »0« eingeschrieben werden kann,

d) eine Schreibschaltung (9, 14, 20, 27), die vom Ausgangssignal der Prüfschaltung (21, 22) derart gesteuert wird, daß sie beim Vorliegen einer informativen Gruppe deren Einschreiben in den Signalspeicher (6) sowie das Einschreiben einer »1« in den Steuerspeicher (7) bewirkt und beim Vorliegen einer redundanten Gruppe das Einschreiben einer »0« in den Steuerspeicher (6) bewirkt, und

e) eine Leseschaltung (10,15,20), die durch die im Steuerspeicher (7) aufeinanderfolgenden, entsprechend dem Gruppentakt des Lesevorgangs abgerufenen Binärwerte so gesteuert wird, daß aufgrund einer »1« die nächste im Signalspeieher (6) befindliche Gruppe ausgegeben wird, und aufgrund einer »0« eine Gruppe ausgegeben wird, deren sämtliche Signalwerte den Binärwert des letzten Signalelements der zuvor ausgegebenen Gruppe aufweisen.

3. Speichereinrichtung nach Anspruch 2, zum Speichern und zyklisch wiederholten Ausgeben eines Signals mit vorgegebener Anzahl von Signalelementen bzw. aus solchen bestehenden Gruppen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl (M) der Speicherplätze des Steuerspeichers (7) der vorgesehenen Gesamtzahl der Gruppen des Signals entspricht, während die Anzahl (B) der Speicherplätze des Signalspeichers (6) etwa gemäß der Beziehung

B = s- I/M