JP3217993B2 - パリティチェック回路 - Google Patents

パリティチェック回路

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル情報処
理システムに用いられるパリティチェック回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年あらゆる産業分野において、ディジ
タル情報処理システムが採用されている。このディジタ
ル情報処理システムには、送受信データの正確性が要求
される。現在の技術では、システムの種類によって程度
の差はあるものの、ある程度のビット誤りを避けること
は、困難である。このビット誤りは、伝送路(バスを含
む)内の電気的な雑音などに起因している場合が多い。
そこで、送受信データの正確性を保持するために、誤り
制御技術が採用されている。誤り制御技術としては、最
も一般的に、パリティチェック方式が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のパリ
ティチェック方式では、2入力の排他的論理和回路のみ
で構成されたパリティチェック回路を用いていた。デー
タ入力の本数が増加すればするほど、この排他的論理和
回路の段数が増加する。この排他的論理和回路1段あた
りの処理時間は、無視できない。従って、誤り検出に要
する時間が増大するという解決すべき課題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成1〉 本発明は、パリティビットの付加されている被検査デー
をパラレルに入力してエラー検出用信号を出力する複
数の排他的論理和ゲートから構成される第1の排他的論
理和回路と、第1の排他的論理和回路に接続され、前段
からエラー検出用信号を入力して自己のエラー検出用信
号を出力する少なくとも一段以上の第2の排他的論理和
回路と、第1の排他的論理和回路および第2の排他的論
理和回路の間或いは第2の排他的論理和回路の各段間に
配置され、前段の排他的論理和回路から出力されるエラ
ー検出用信号を更新動作可能に保持し、かつ該更新動作
する毎に保持したエラー検出用信号を後段の排他的論理
和回路に出力する少なくとも一以上のデータ保持回路
と、第2の排他的論理和回路から出力されるエラー検出
用信号を取り込んでビット誤りの有無を検出するエラー
検出部とを含み、データ保持回路は、被検査データの入
力に同期して更新動作すると共に、エラー検出部は該入
力に同期して最終段の排他的論理和回路のエラー検出用
信号を取り込むことを特徴とする。
【0005】〈構成2〉他の発明は、中央処理装置に、被検査データを伝送する
ためのデータバスを介して接続される請求項1記載のパ
リティチェック回路を備え、該パリティチェック回路の
データ保持回路及びエラー検出部を、中央処理装置のシ
ステムクロックに同期させることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。図1は、本発明のパリティチ
ェック回路図である。図1の説明をする前に、発明の理
解を容易にするために、図を用いてパリティチェックの
原理について説明する。 (パリティチェックの原理)図2は、パリティチェック
回路の原理図である。(a)は4ビットの場合であり
(b)は8ビットの場合を示している。図2(a)に示
す原理的なパリティチェック回路は、ゲート1と、ゲー
ト2と、ゲート5と、エラー検出器10を備える。
【0007】ゲート1と、ゲート2と、ゲート5は、排
他的論理和回路であり、図に示すように2段構成を取っ
ている。排他的論理和回路とは、例えば2入力A、Bが
同じときに出力が0になり、2入力A、Bが異なるとき
に出力が1になるゲートである。エラー検出器10は、
ゲート5の出力に基づいてエラー(データ誤り)を検出
してエラー信号を出力する回路である。このエラー検出
タイミングを一般には、システムのクロック信号に同期
させることが多い。パリティチェックの原理は、符号化
データ毎に送信側で、余分なビットを1ビット付加す
る。ここで符号化データとは、検査対象になるデータを
意味している。この付加したビットを含めて、1つの符
号化データ内の1の状態を偶数又は奇数のどちらかに統
一して伝送する。受信側では、符号化データ毎に1の状
態のビット数が奇数個であるか、偶数個であるかをチェ
ックして誤りを検出する方式である。
【0008】今仮に図2(a)の回路を、1が偶数個で
あることをチェックする回路と仮定する。図において、
A、B、C、Dの入力のうち、1の個数が偶数個の時
は、ゲート5の出力は0になる。つまり、伝送路正常の
状態である。ここで、1段目のゲート1及びゲート2の
出力を、以後、エラー検出用信号E1と記し、2段目の
ゲート5の出力をエラー検出用信号E2と記す。以下段
数の増加につれて数字を増加させる。この状態はエラー
なしの状態でありエラ−検出器10は、エラー信号0を
出力する。同様にして、A、B、C、Dの入力のうち、
1の個数が奇数個の時は、ゲート5の出力は1になる。
伝送路に異常が発生している状態である。
【0009】この状態では、エラー検出器10がエラー
信号を出力する。(b)は入力が8ビットになったため
ゲートの段数が3段になっている。一般に、入力のビッ
ト数をNとしたときゲートの段数を(b)の(1)式で
表すことができる。ビット数が大きくなればなるほどゲ
ートの段数が増加する。このためデータ入力から検出ま
での時間は、ゲートの段数、掛ける、1段あたりの処理
時間になるため、ゲートの段数に比例して増大する。エ
ラー検出周期は、ゲートの段数に大きく左右されるた
め、システム内でのデータ伝送速度の低下をもたらす。
この問題を解決することが本発明の目的である。
【0010】〈具体例の構成〉 再度図1に戻って具体例1について説明する。図1か
ら、具体例によるパリティチェック回路は、1から7ま
で7個のゲートと、8、9の2個のデ−タ保持回路と、
エラー検出器10を備える。1から7まで7個のゲート
は、すでに図2のパリティチェック回路の原理図を用い
て説明した排他的論理和回路である。デ−タ保持回路8
は、前段のゲート1、ゲート2、ゲート3、ゲート4か
ら出力される現在のエラー検出用信号E1を受信して、
内部に保持していた1つ前のエラー検出用信号を更新し
現在のエラー検出用信号E1を保持し、かつ該信号E
1を次段のゲート5、ゲート6へ出力するレジスタ回路
である。この動作をエラー検出タイミング信号に同期さ
せて行う。エラー検出タイミング信号は、パリティチェ
ック回路に入力してくる、符号化データの入力タイミン
グに同期している。また、次段のデータ保持回路9は、
ゲート5、6から出力される次段のエラー検出用信号E
2を保持し、該信号E2をゲート7へ出力するレジスタ
回路であり、符号化データの入力タイミングに同期して
動作する。
【0011】〈具体例の動作〉送信側は、符号化データ
(1)に余分なビットを1ビット付加して、8ビットに
した符号化データを、8本のデータラインを介して受信
側に送信する。この符号化データは、ゲート1、ゲート
2、ゲート3、ゲート4、それぞれの入力端子に入力す
る。以後符号化データの末尾( )の数字は送信順番と
する。ここでは8ビットに限定して説明する。ゲート
1、ゲート2、ゲート3、ゲート4は、一定の処理時間
経過後、エラー検出用信号E1を、4本のデータライン
を介してデータ保持回路8に入力する。
【0012】データ保持回路8は、ゲート1、ゲート
2、ゲート3、ゲート4から、それぞれエラー検出用信
号E1を受け入れ、エラー検出タイミング信号に同期し
て内部に保持する前のエラー検出用信号を更新する。デ
ータ保持回路8に入力端子を接続されているゲート5、
ゲート6は、この更新された現在のエラー検出用信号E
に基づいて一定の処理時間経過後に[符号化データ
(1)に基づく、エラー検出用信号E2]をデータ保持
回路9に出力する。送信側は、次のエラー検出タイミン
グ信号に同期させ、次の符号化データ(2)を8本のデ
ータラインを介して受信側に送信する。この符号化デー
タ(2)は、ゲート1、ゲート2、ゲート3、ゲート
4、それぞれの入力端子に入力して、一定の処理時間経
過後に[符号化データ(2)に基づく、エラー検出用信
号E1]を、4本のデータラインを介してデータ保持回
路8に出力される。
【0013】次のエラー検出タイミング信号に同期して
データ保持回路9は、ゲート5、ゲート6から、それぞ
れ[符号化データ(1)に基づく、エラー検出用信号E
2]を受け入れ、内部に保持したこのエラー検出用信号
E2を出力する。データ保持回路9に入力端子を接続さ
れているゲート7は、このエラー検出用信号E2に基づ
いて一定の処理時間経過後に[符号化データ(1)に基
づく、エラー検出用信号E3]を出力してエラー検出器
10へ転送する。ここでゲート7は、すでにパリティチ
ェックの原理で説明したように、ゲート1、ゲート2、
ゲート3、ゲート4に入力した時の1の個数が偶数個で
あった時は0を、奇数個であった時は、1を出力する。
【0014】データ保持回路8は、上記したように、次
のエラー検出タイミングに同期し、ゲート1、ゲート
2、ゲート3、ゲート4からそれぞれ、[符号化データ
(2)に基づく、エラー検出用信号E1]を受け入れ、
内部に保持していた前のエラー検出用信号を更新する。
データ保持回路8は同時に保持した新たなエラー検出用
信号を出力するので、その入力端子を接続されているゲ
ート5、ゲート6は、この更新された現在のエラー検出
用信号E1に基づいて一定の処理時間経過後に[符号化
データ(2)に基づく、エラー検出用信号E2]を出力
してデータ保持回路9に出力する。
【0015】次のエラー検出タイミング信号に同期し
て、エラー検出器10はこの[符号化データ(1)に基
づく、エラー検出用信号E3]から判断してエラー信号
を生成する。以下同様の動作を繰り返す。上記した一連
の動作をエラー検出タイミング信号に同期させて行う。
つまり、1段目のゲートに現在の符号化データが入力す
ると、エラー検出タイミング信号に同期して、図1のデ
ータ保持回路8にこの符号化データに基づくエラー検出
用信号E1が保持され、2段目のゲートへ出力される。
一方、このエラー検出タイミング信号に同期して、デー
タ保持回路9に保持されていた前の符号化データのエラ
ー検出用信号E2が3段目のゲートへ出力される。従っ
て、このエラー検出タイミング信号に同期してエラー検
出器10に前の符号化データのエラー検出用信号E3が
出力されてエラー信号が出力される。このように、1段
目のゲートには、データ保持回路8、9を設けたことで
後に続く符号化データを次々に入力することができる。
【0016】従来のパリティチェック回路では、1段目
のゲートに入力した符号化データは、1段目、2段目、
3段目の各ゲートで処理されて、最後の、エラー検出器
10からエラー信号となって出力する。このエラー信号
が出力するまで1段目のゲートには、次の符号化データ
を入力することができなかったのと大きく異なる。な
お、エラー検出タイミング信号に同期させてエラー検出
用信号をシフトさせるためには、各段での処理時間がエ
ラー検出タイミング信号の周期よりも短いことが要求さ
れる。更に、ここでは、8ビットに限定して説明した
が、ビット数が増加した時は、既に説明した図2(b)
に記した(1)式に従って段数を増加させて構成するこ
とができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、ゲートの後段に
ータ保持回路を備え、ゲートが処理したエラー検出用信
号を、一旦データ保持回路に保持する。その結果、符号
化データが入力される毎のエラー検出用信号は、エラー
検出タイミング信号1周期毎に、次段へ進むことが可能
になった。ゲートは、エラー検出タイミング信号1周期
毎に、符号化データを入力することが可能になり、以下
の効果が得られるようになった。 1.ゲートの段数が増加しても誤り検出に要する時間の
増加はなくなった。 2.最初に符号化データを入力して、そのエラー検出用
信号を出力するまでの間と、最後に符号化データを入力
して、そのエラー検出用信号を出力するまでの間を除い
た、中間でのエラー検出周期は、等価的にエラー検出タ
イミング信号1周期に等しくなった。 3.以上の結果、データ伝送レートが非常に速く、短時
間で大量のデータチェックが要求される機器への、パリ
ティチェックの採用が可能になった。
【0018】〈本発明の応用例〉図3は、本発明の応用
例ブロック図である。本発明によるパリティチェック回
路をコンピュータシステムへ応用した例を示す図であ
る。図より、本発明の応用例は、中央処理装置21と、
本発明によるパリティチェック回路22と、ノード23
と、これらを接続するバス24を備える。中央処理装置
21がノード23からバス24を介してデータ読み込み
を開始している。データビット数を8ビットと仮定す
る。既に説明したエラー検出タイミング信号として、中
央処理装置21のシステムクロックをそのまま使用する
こととする。
【0019】既に説明したように、今この応用例では、
データビット数を8ビットと仮定している。従来のパリ
ティチェック回路を用いるならば、エラー検出タイミン
グ信号1周期は、最小でもゲート3段分の処理時間以上
でなければならない。従ってシステムクロックをエラー
検出タイミング信号として用いる、このシステムへの適
用は難しい。ところが本発明によるパリティチェック回
路22では、エラー検出タイミング信号1周期は、ゲー
ト1段分の処理時間に等しいので、このシステムへの適
用が可能になってくる。
【0020】但し、すでに説明したように、この応用例
では、データビット数を8ビットと仮定しているので、
本発明によるパリティチェック回路22から中央処理装
置21への通知は、3つ前のエラー信号を通知すること
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパリティチェック回路図である。
【図2】パリティチェック回路の原理図である。
【図3】本発明の応用例ブロック図である。
【符号の説明】
1〜7 ゲート 8、9 データ保持回路 10 エラー検出器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パリティビットの付加されている被検査
    データをパラレルに入力してエラー検出用信号を出力す
    る複数の排他的論理和ゲートから構成される第1の排他
    的論理和回路と、 前記第1の排他的論理和回路に接続され、前段からエラ
    ー検出用信号を入力して自己のエラー検出用信号を出力
    する少なくとも一段以上の第2の排他的論理和回路と、 前記第1の排他的論理和回路および前記第2の排他的論
    理和回路の間或いは前記第2の排他的論理和回路の各段
    間に配置され、前段の排他的論理和回路から出力される
    前記エラー検出用信号を更新動作可能に保持し、かつ該
    更新動作する毎に保持したエラー検出用信号を後段の排
    他的論理和回路に出力する少なくとも一以上のデータ保
    持回路と、 前記第2の排他的論理和回路から出力されるエラー検出
    用信号を取り込んでビット誤りの有無を検出するエラー
    検出部とを含み、 前記データ保持回路は、前記被検査データの入力に同期
    して前記更新動作すると共に、前記エラー検出部は該入
    力に同期して前記最終段の排他的論理和回路のエラー検
    出用信号を取り込むことを特徴とするパリティチェック
    回路。
  2. 【請求項2】 中央処理装置に、被検査データを伝送す
    るためのデータバスを介して接続される請求項1記載の
    パリティチェック回路を備え、該パリティチェック回路
    の前記データ保持回路及び前記エラー検出部を、前記中
    央処理装置のシステムクロックに同期させることを特徴
    とするコンピュータシステム。
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