NO150140B - Fremgangsmaate og apparat til syklisk koding av redundanskontrolldata. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

til behandling av en multi-bitgruppe-datablokk for å bringe blokken i overensstemmelse med en gitt syklisk redundanskontroll.

Oppfinnelsen vedrører også et apparat til syklisk koding

av redundanskontrolldata.

Bruken av sykliske redudans-kontrollkoder som i det følgende vil bli omtalt med det kortere uttrykk kontrollord, er vel kjent som en forhåndsregel til beskyttelse av blokker av binære data,

når feil ved en eller flere mottatte biter ikke kan tolereres. KontroHordene kan benyttes på måter som er i og for seg kjent

og ikke danner noen del av den foreliggende oppfinnelse,til kor-reksjon av vilkårlige feil og detektering av andre feil (som krever ny overføring av datablokken). En kodeenhet blir benyttet til å fremskaffe et kontrollord for en blokk, og dette kontrollord overføres sammen med blokken. Ved mottakeren utføres den samme kodeoperasjon på den mottatte blokk pluss kontrollordet, og resul-tatet er et endelige kontrollord som har en på forhånd bestemt form, f.eks. bare nuller, dersom blokken er blitt mottatt uten feil.

Et eksempel på bruken av denne teknikk er i forbindelse med teletekstdata-overføring. Ifølge den standard som nylig er tatt i bruk i Storbritannia, er en datablokk en side bestående av 24 linjer som er nummerert fra 0 til 23, og som hver omfatter 40

tegn å 8 biter. Datablokken, som er kodet, kan være begrenset til linjene 1-23, eller til disse linjer pluss bare en del av linje 0, fordi linje 0 utgjør "overskriften" som kan inneholde informasjon som raskt endrer seg med tiden. (Se Broadcast Tele-text Spcification, September 1976, utgitt av British Broadcasting Corporation m.fl.) For å ta tilfellet med bare linjene 1-23,

så utgjør disse 23 x 40 ord å 8 biter, dvs. 920 ord, som et kontrollord på 16 biter er tilstrekkelig for. Dette kontrollord blir innpasset i selve datablokken som to dataord, dvs. to tegn ved slutten av linje 23.

Det påbud alltid å avsette disse to tegn for kontrollordet,

kan være en brysom restriksjon f or den redaktør som setter opp en

side, og hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe et apparat og en fremgangsmåte som gjør det mulig effektivt å innføye kontrollordet hvor som helst i datablokken. Redaktøren kan da plasere kontrollordet hvor det ikke vil spille noen rolle hva angår den endelige bruk av datablokken.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen er definert

i patentkravene.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert ved hjelp av et eksempel og under henvisning til den medfølgende tegning.

Tegningen er et blokkdiagram over en kodeenhet som innbefatter den foreliggende oppfinnelse.

På tegningen er alle forbindelser for enkelhets skyld vist som enkle linjer. Det skal forstås at selvsagt kan mange av disse linjer representere bit-parallelle, multiple linjer.

Apparatet vist på tegningen omfatter et sidelager 10 hvor

24 linjer med 40 tegn (som hver innbefatter en paritetsbit) å

8 biter er lagret. Redaktøren har til disposisjon vanlig utstyr som omfatter i det minste et tastatur for innføring av data, slik dette er vist ved linje 12 merket DATA INNGANG. Lageret er forbundet med en vanlig visuell fremvisningsenhet (FVE) 14, som blir benyttet av redaktøren til å overvåke hva han setter opp og spesielt til å se hvor han passende kan innføye et kontrollord.

Den datablokk som skal kodes, består av linjene 1 - 23 og tegnene i blokken vil ha adressene 1 til 920. (I praksis kan adressene være 41 til 960 på grunn av tilstedeværelsen av linje 0, men dette er et enkelt forhold som bare krever at 4 0 blir addert til de adresser som blir omtalt i det følgende.) Det sted hvor kontrollordet skal innføyes, blir identifisert ved hjelp av adressen X, som kan forhåndsinnstilles av redaktøren i et forhånds-innstillings-adresseregister 16. Fordi kontrollordet opptar 16 biter, så opptar det tegnadressene X og X + 1. Selv om den be-grensning skulle innføres at X alltid er ulike, så vil det generelt enten være ulike eller like og kan ha en hvilken som helst verdi fra 1 til 919.

Kort sagt og før fortsettelsen av beskrivelsen av tegningen, bestemmer apparatet et første kontrollord ved å arbeide seg frem-over gjennom tegnene 1 til X - 1 og et annet kontrollord ved å arbeide seg bakover med revers koding gjennom tegnene 920 - X + 2 og bestemmer deretter hvilket tredje ord, når dette innsettes ved

X og X + 1, som vil slutte seg til sekvensen på en slik måte

at foroverkoding gjennom alle tegn 1 til 92 0 vil resultere i et riktig endelig kontrollord, dvs. med bare nuller. Det ord som bestemmes på denne måte, skrives inn i lageret ved X og X + 1 isteden-for de tegn som opprinnelig befant seg der. Det tredje ord kan alltid bestemmes éntydig, slik at når den sykliske koding skrider frem fra det første ord til det tredje ord, vil dette resultere i det annet ord.

Foroverkodingen utføres ved hjelp av en kontrollord-

kodeenhet 18 av kjent oppbygning. Denne kodeenhet består av et 16-biters register oppdelt i tre skiftregistre 20 og tre eksklusiv ELLER-porter 22. Før noen kodeoperasjon starter, blir registret tilbakestilt til 0, slik dette skjematisk er vist ved blokken 24. Tegnene 1 til X - 1 blir deretter klokket inn i registret under styring av en tidtakerkrets 26 som innbefatter en klokkepuls-generator, og det første kontrollord angitt ved bitene a b c d e f gh jklmnpqr befinner seg da i registret. Revers-kodingen finner sted ved hjelp av en kontrollord-kodeenhet 28, som vil gjenkjennes som den komplementære til kodeenheten 18. Før noen kodeoperasjon starter, blir registret 28 forhåndsinnstilt til det

nødvendige, endelige kontrollord, slik dette er skjematisk angitt ved blokken 30. Forhåndsinnstillingsoperasjonen vil innebære en tilbakestilling til 0, dersom det endelige kontrollord skal være sammensatt av bare nuller. Deretter klokkes tegnene 920 til X + 2, i denne rekkefølge, inn i registret 28 under styring av kretsen 26, og det ovennevnte annet kontrollord angitt ved bitene ABCDEFGHJK

L M N P Q R befinner seg da i nevnte register.

En kodelogikkenhet 32 fremskaffer deretter de biter av kontrollordet som det er nødvendig å innføye ved X og X + 1 ved operasjon på bitene a til r og A til R. For formen av kodeenheten 18 (og den komplementære kodeenhet 28) kan det vises at det nød-vendige ord som er betegnet a' b' c' d' e<1> f<*> g' h' j' k' 1' rn' n'

p<1> q' r' fremskaffes ved den følgende tabell:

a' = a. A. F. L. N. R

b' = b. B. G. M. P

c' = c. C. H. N. Q

d' = d. D. J. P. R

e' = e. A. E. F. K. L. N. Q. R

f = f. B. F. G. L. M. P. R

g' = g. C. G. H. M. N. Q

h" = h. D. H. J. N. P. R

j<1> = j. E. J. K. P. Q

k<*> = k. F. K. L. Q. R

1<*> = 1. G. L. M. R

rn' = m. A. F. H. L. M. R

n' = n. B. G. J. M. N

p<*> = p. C. H. K. N. P

q' = q. D. J. L. P. Q

r' = r. E. K. M. Q. R

Dersom ordet som er definert på denne måte, innføyes ved plassene X og X + 1, og dersom hele datablokken (tegnene 1 til 920) deretter klokkes gjennom en kodeenhet oppbygget som kodeenheten 18, vil kontrollordet i registret ved slutten av operasjonen dersom der ikke forekommer noen feil, bestå av det endelige kontrollord som kodeenheten i registret 28 ble forhåndsinnstilt på, f.eks. bare nuller. Den foranstående tabell er utarbeidet for den spesielle kodeenhet 18 som er vist. Ekvivalente tabeller kan utarbeides for andre kodeenhet-oppbygninger. Den sykliske kontroll som kode-, enhetene 18 og 28 og den ovenstående tabell er basert på, er den som er internasjonalt anerkjent i CCITT Anbefaling V41. Kontrollordet behøver ikke å bestå av to tegn (bitgrupper). Avhengig av lengden av datablokken og formen for den sykliske kontroll, kan det bestå av en bitgruppe eller flere enn to bitgrupper.

I den ovenstående tabell representerer produktprikkene produktmodulo 2, dvs. eksklusiv -ELLER-funksjoner. Følgelig kan kodelogikken 32 bli maskinkoblet som trær av eksklusiv-ELLER-porter, et tre for hver av bitene a_|_ til rj_. Imidlertid vil forskjellige likeverdige teknikker være innlysende. En går ut på å telle antallet av "1" biter i hver produktfunksjon. Dersom antallet er et ulike tall, er biten for det påkrevde ord 1, og dersom tallet er et like tall, er biten for det påkrevde ord 0. Denne teknikk, dvs. telling av modulo 2, kan være hensiktsmessig i forbindelse med en program-realisasjon (se nedenfor).

Dersom det er ønsket, kan der pålegges ytterligere begrensninger på det innskutte kontrollord. F.eks. kan kontrollordet bare bli akseptert for innsetting dersom dets to nødvendige tegn har den samme paritet som tegnene generelt, dvs. ulike paritet i tilfellet av teletekstsystemet i Storbritannia. I motsatt fall kan det være påkrevet at de nødvendige tegn har en paritet motsatt av datategnenes. I noen teletekstmottakere vil dette automatisk forhindre frem-visning av slike tegn.

Resten av tegningen viser bare en måte som den nødvendige

drift kan styres på. Redaktøren velger at adressen X skal føres inn i registret 16. Det er også antatt at for enkelhets skyld fremskaffer redaktøren forskjellige styresignaler, f.eks. ved nedtryk-ning av knapper. I praksis kan man bevirke styring i en helt automatisk sekvens, idet hver operasjon blir initiert ved fullførelsen av den forangående operasjon. Videre kan styrefunksjonene på samme måte bli utført ved passende programmering av en passende styre-mikroprosessor,og alle kodeenhetene kan realiseres ved hjelp av prosessor-programvare. Uavhengig av hvordan kodeenhetene 18 og 28 realiseres, så opererer de ikke nødvendigvis bit-serielt, og ekvivalente bit-parallelle kontrollord-kodeenheter er kjent.

Hva angår systemet vist på tegningen, så forhåndsinnstiller redaktøren først X i registret 16 og trykker deretter på en knapp for å fremskaffe et forover klarsignal. Dette signal bevirker at tidtagerkretsen 26 sender en gruppe av 8 skiftpulser til skift-registret 2 0 og sender én puls pr. gruppe til en forover adres-seringsenhet 34. Denne omfatter en vanlig adresseteller og en de-kodeenhet og adresserer ordlokasjonene 1, 2, 3 osv. i lageret 10.

De ord som leses ut på denne måte, blir seriedannet ved hjelp av

en serieformer 36 synkronisert med skiftpulsene og tilført kodeenheten 18 gjennom OG-porten 38, som åpnes ved hjelp av signalet FOROVER KLAR. Signalet FOROVER KLAR klargjør også en sammenligningsenhet 4 0 som er forbundet med forover adressetelleren og registret 16 og konstruert for å skaffe et stoppsignal i det øyeblikk stør-relsen i adressetelleren blir X, slik at det sist utleste ord er X - 1. Stoppsignalet stopper tidtagerkretsen 26, og på dette trinn vil det forannevnte første kontrollord befinne seg i registret i kodeenheten 28.

Redaktøren presser nå en annen knapp for å fremskaffe et

signal REVERS KLAR. Tidtagerkretsen 26 overfører da skiftpulser til registret i kodeenheten 28 og pulser en teller i en revers adres-seringsenhet 42, som er innrettet til å telle nedover fra 920. En port 4 4 blir gjort klar for å la de serieformede tegn nå frem til kodeenheten 28, og en sammenligningsenhet 46 klargjøres. Denne utsender sitt stoppsignal til tidtagerkretsen 26 så snart verdien i

revers-adressetelleren går til X + 1, slik at det sist utleste ord er X + 2. Det annet kontrollord. befinner seg da i registret hos kodeenheten 28.

Antas nå at kodelogikk-enheten 32 består av trær av ELLER-porter, befinner kontrollordet a/_ til rj_ seg nå (i bit-parallell form) på utgangene fra matrisen. Redaktøren presser en knapp merket INNGANG, og kontrollordet føres inn, dvs. som to bit-grupper å 8 biter i rekkefølge ved adressene X og X + 1 fremskaffet ved adresse-dekoderen 48 forbundet til registret 16. Det samme signal merket INNGANG kan brukes etter et kort opphold til tilbakestilling av adressetelleren og tilbakestilling og forhåndsinnstilling av registrene i kodeenhetene 18 og 28.

Kretsene ved motta gerterminalen er vanlige og omfatter en kodeenhet maken til kodeenheten 18. Når hele den mottatta datablokk er blitt matet inn i kodeenheten, skal det siste ord i blokken svare til det forhåndsinnstilte ord som til å begynne med ble ført inn i kodeenheten 28 ved senderterminalen, f.eks. bare nuller. Feil-korrigerings/detekterings-kretser er forbundet med mottakerkode-enheten for å utføre sine vanlige funksjoner når overensstemmelse uteblir.

Redaktøren har nå flere hundre valgmuligheter med hensyn til plaseringen av det som virkelig er et kontrollord, nemlig et ord som gjør at datablokken som en helhet er i overensstemmelse med en spesiell syklisk redundanskontroll. Hvilken lokasjon som velges,

vil være avhengig av redaksjonelle begrensninger og eventuelle systembegrensninger som blir pålagt, f.eks. med hensyn til paritet. Fordi oppfinnelsen er blitt beskrevet hovedsakelig i forbindelse med teletekst hvor oppfinnelsen er spesielt nyttig, idet de redaksjonelle begrensninger i virkeligheten tillater stor fleksibilitet,

er uttrykket "tegn" blitt benyttet. I de vedføyede krav er det mer generelle uttrykk "bit-gruppe" benyttet, idet oppfinnelsen også kan brukes i forbindelse med data som er forskjellige fra teletekst-data.

For enkelhets skyld er oppfinnelsen så langt blitt beskrevet

i forbindelse med en manuell adresse-forhåndsinnstilling ved hjelp av blokken 16, dvs. et redaksjonelt valg av lokasjonene X og X + 1. Det er imidlertid foretrukket at denne utvelgelse utføres automatisk ved avsøking av datablokken for å finne en fri lokasjon som tilfredsstiller de forhåndsanordnede begrensninger. F.eks. er

flere linjer av ord på en teletekst-side typisk korte linjer og kontrollordet a' til r" som fremkommer som to ufarlige styretegn ved den tomme ende av en slik eventuell linje, vil være akseptabel.

Inn-dataene på linje 12 vil typisk være fra et datamaskin-styrt format, f. eks. som i mange kjente tekstredigeringsr-systemer. Datamaskinen kan innbefatte et enkelt søkeprogram som ettersøker to sidestående bit-grupper som tilfredsstiller begrensningene,

for det første at de ikke er opptatt og derfor ikke omfatter kontrollordet, og for det annet at innføringen av kontrollordet ikke vil føre til uønskede resultater ved mottakeren.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til behandling av en multi-bitgruppe-datablokk for å bringe blokken i overensstemmelse med en gitt syklisk redundanskontroll, karakterisert ved at de bit-grupper som kommer foran en forhåndsbestemt del av blokken,blir cyklisk kodet for å fremskaffe et første kontrollord, at de , bit-grupper som kommer etter den nevnte del av blokken, i motsatt rekke-følge blir underkastet en komplementær koding for å fremskaffe et annet kontrollord, og at et tredje kontrollord fremskaffes fra det første og annet kontrollord og innføres i den nevnte del av blokken, idet bitene fra det tredje ord utgjør forhåndsbestemte logikk-funksjoner av biter av det første og annet ord, slik at når hele blokken innbefattet det innføyede tredje ord blir syklisk kodet, vil det endelige kontrollord som derved fremskaffes,ha en forhåndsbestemt form.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den nevnte del av blokken blir forhåndsbestemt ved automatisk avsøkning av blokken for å velge en fri lokasjon for det inn-føyede kontrollord.

3. Apparat til syklisk koding av redundanskontrolldata, karakterisert ved at det omfatter et multi-bitgruppelager til lagring av en datablokk, organer til designering av en valgt del av den lagrede blokk, en kodeenhet til koding av den bit-gruppe som kommer foran den valgte del designert ved hjelp av designeringsorganene for å skaffe et første kontrollord i et register hos kodeenheten, en komplementær kodeenhet for koding i omvendt rekkefølge av de bit-grupper som følger etter den valgte del designert ved hjelp av designeringsorganene for å skaffe et annet kontrollord i et register hos den komplementære kodeenhet, en kodelogikk-enhet som reagerer på det første og annet kontrollord i registrene for å fremskaffe et tredje kontrollord og organer som er innrettet til å føre det tredje kontrollord inn i lageret for å oppta den valgte del av datablokken designert ved hjelp av designeringsorganene.