RU2517717C1 - Method of determining violations and correcting violated codes of bit positions in "1 from 4" coding - Google Patents
Method of determining violations and correcting violated codes of bit positions in "1 from 4" coding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517717C1 RU2517717C1 RU2012148556/08A RU2012148556A RU2517717C1 RU 2517717 C1 RU2517717 C1 RU 2517717C1 RU 2012148556/08 A RU2012148556/08 A RU 2012148556/08A RU 2012148556 A RU2012148556 A RU 2012148556A RU 2517717 C1 RU2517717 C1 RU 2517717C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- information
- array
- words
- received
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники, техники связи и может быть использовано для построения вычислительных средств и средств связи в системах с повышенной достоверностью обрабатываемых данных, низким энергопотреблением, что в значительной мере сказывается на снижении массогабаритных характеристик данных систем.The invention relates to the field of computer engineering, communication technology and can be used to build computing and communication tools in systems with increased reliability of the processed data, low power consumption, which significantly affects the reduction of the overall dimensions of these systems.
Известно отказоустойчивое устройство (патент РФ №2297036, МПК G06F 11/08, заявлено 20.05.2004, опубликовано 10.11.2005), обеспечивающее передачу информации, закодированной по способу двумерного итеративного кода, позволяющее корректировать ошибки в одном байте информации и обнаруживать их в остальных байтах.A fault-tolerant device is known (RF patent No. 2297036, IPC G06F 11/08, filed May 20, 2004, published November 10, 2005), which transfers information encoded by the method of a two-dimensional iterative code, which allows correcting errors in one byte of information and detecting them in other bytes .
Недостатками устройства (способа кодирования) являются недостаточная достоверность обрабатываемой и передаваемой информации и неравномерность потребления электроэнергии в процессе работы.The disadvantages of the device (coding method) are the lack of reliability of the processed and transmitted information and the unevenness of electricity consumption during operation.
Наиболее близким по технической сущности прототипом к заявляемому способу является способ передачи дискретной информации (патент РФ №2239941, МПК7 Н03М 13/00, заявлено 19.12.2002, опубликовано 10.11.2004).The closest in technical essence to the prototype of the claimed method is a method of transmitting discrete information (RF patent No. 2239941, IPC 7 H03M 13/00, claimed 19.12.2002, published 10.11.2004).
На передающем конце линии связи способ предусматривает наличие источника информации, кодирующего устройства и передатчика, а на приемном - приемника, устройства контроля (декодирующего устройства) и оконечного устройства.At the transmitting end of the communication line, the method provides for the availability of a source of information, an encoding device and a transmitter, and at the receiving end, a receiver, a control device (decoding device) and a terminal device.
Данные с источника информации поступают в кодирующее устройство, подвергаются в нем преобразованию - информационные разряды обрамляются контрольными и передатчиком транслируются в приемную часть канала.Data from the information source enters the encoder, undergoes conversion in it - information bits are framed by control bits and the transmitter is transmitted to the receiving part of the channel.
Приемник осуществляет прием закодированной информации и передает ее в устройство контроля (декодирующее устройство).The receiver receives encoded information and transmits it to a control device (decoding device).
Устройство контроля проверяет поступившую информацию на отсутствие ошибок, при их наличии осуществляет коррекцию принятой информации (устраняет ошибки) и передает ее в оконечное устройство для дальнейшей обработки. Поскольку устройство контроля не всегда обеспечивает исправление ошибок, то при отсутствии такой возможности, оно фиксирует их наличие.The control device checks the received information for errors, if available, it corrects the received information (eliminates errors) and transfers it to the terminal device for further processing. Since the control device does not always provide error correction, in the absence of such a possibility, it fixes their presence.
Необходимо отметить, что состав передаваемой информации (количество единиц в двоичном числе) не является постоянными и величина потребляемой электроэнергии, которая напрямую зависит от состава обрабатываемой информации, должна рассчитываться на ее максимальное значение.It should be noted that the composition of the transmitted information (the number of units in a binary number) is not constant and the amount of electricity consumed, which directly depends on the composition of the processed information, should be calculated on its maximum value.
Способу - прототипу присущи недостатки отказоустойчивого устройства, указанного выше.The prototype method has inherent disadvantages of the fail-safe device indicated above.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение достоверности передаваемой информации и снижение уровня потребления электроэнергии.The task to which the proposed technical solution is directed is to increase the reliability of the transmitted information and reduce the level of electricity consumption.
Это достигается тем, что в известном способе передачи дискретной информации в кодирующем устройстве передающей стороны информация, поступившая из источника в двоичном коде, преобразуется в код «1 из 4» с активным нулем. Важной особенностью системы кодирования «1 из 4» является прозрачная связь с двоичной системой, которая реализуется простыми схемами. Для наглядности приведем таблицу соответствия двух разрядов двоичной системы и системы «1 из 4» с активным нулем:This is achieved by the fact that in the known method of transmitting discrete information in the encoder of the transmitting side, the information received from the source in binary code is converted to code “1 of 4” with an active zero. An important feature of the “1 of 4” coding system is transparent communication with the binary system, which is implemented by simple schemes. For clarity, we present a table of correspondence of two bits of the binary system and the system “1 of 4” with an active zero:
Преобразованная информация формируется в виде массива слов, который можно представить в форме таблицы, содержащей П1 строк (слов), каждая из которых содержит П2 четверичных разрядов в коде «1 из 4», при этом одноименные четверичные разряды строк образуют П2 вертикальных столбца массива.The converted information is formed in the form of an array of words, which can be represented in the form of a table containing P 1 rows (words), each of which contains P 2 quaternary digits in the “1 of 4” code, while the same quadruple digits of rows form P 2 vertical columns array.
У каждого слова массива формируется контрольный код (Kr) путем последовательного суммирования разрядов слова без учета переноса, а у каждого вертикального столбца аналогичным способом формируется контрольный код (Kв) одноименных вертикальных разрядов.For each word of the array, a control code (K r ) is generated by sequentially summing the word digits without taking into account the transfer, and each vertical column in the same way generates a control code (K in ) of the same vertical digits.
Подготовленный (закодированный) к передаче массив имеет вид (см. фиг.1) и в таком формате поступает на приемную часть канала передачи информации.The array prepared (encoded) for transmission has the form (see FIG. 1) and in this format it arrives at the receiving part of the information transmission channel.
В устройстве контроля (декодирующем устройстве) принятая от приемника информация проверяется на соответствие коду «1 из 4» и контрольным кодам Kri и Kвi, и при обнаружении ошибки в принятой информации определяется характер ошибки, ее местоположение в массиве.The control apparatus (the decoder) received from the receiver information is checked against the code "1 of 4" and a control code K ri Bi and K, and when an error is detected in the received information is determined by the nature of the error and its location in the array.
Заключительной операцией в устройстве контроля является устранение ошибки - восстановление принятой информации.The final operation in the control device is to eliminate the error - to restore the received information.
Предлагаемый способ исправления нарушений кодов разрядов числа при кодировании «1 из 4» заключается в следующем.The proposed method for correcting violations of the codes of digits of a number when encoding “1 out of 4” is as follows.
Схемой контроля определяется четверичный разряд, в котором произошло нарушение кода «1 из 4». Содержимое этого разряда заменяется нулевым кодом (0001) и у полученного вспомогательного числа определяется контрольный код (Kro и Кво), полученный последовательным суммированием разрядов числа без учета переноса.The control scheme determines the four-digit discharge in which the “1 of 4” code violation occurred. The contents of this category are replaced by a zero code (0001) and the control code (K ro and K in ) obtained by sequential summation of the digits of the number without transfer is determined by the received auxiliary number.
Далее определяется разность контрольного кода исходного числа и контрольного кода вспомогательного числа:Next, the difference between the control code of the source number and the control code of the auxiliary number is determined:
Kr-Kro=ΔKr или Кв-Кво=ΔКв K r -K ro = ΔK r or K in -K in = ΔK in
Для восстановления нарушенного кода четверичного разряда ранее установленный нулевой код в данном разряде заменяется на ΔKr (ΔКв).To restore the violated quadruple code, the previously set zero code in this category is replaced by ΔK r (ΔK in ).
Приведенный способ назовем «способом нулевого кода».The above method will be called the “zero code method”.
После восстановления нарушенного кода разряда производится проверка числа на совпадение исходного контрольного кода с контрольным кодом исправленного числа. При ΔKr (ΔKв)=0 операция восстановления выполнена.After restoring the broken discharge code, the number is checked for the coincidence of the original control code with the corrected control code. When ΔK r (ΔK in ) = 0, the recovery operation is performed.
Рассмотренный способ исправления кодов в одном четверичном разряде слова или столбца применим и при неоднократных ошибках в четверичных разрядах слов и столбцов. Предположим, что массив информации, поступивший в устройство контроля, содержит восемь слов и десять вертикальных столбцов и каждое слово и столбец сопровождается контрольными кодами (Kri и Квi), как показано на рисунке (см. фиг.2).The considered method for correcting codes in one quadruple category of a word or column is also applicable for repeated errors in the quadruple category of words and columns. Suppose that the array of information received by the control device contains eight words and ten vertical columns and each word and column is accompanied by control codes (K ri and K bi ), as shown in the figure (see figure 2).
Каждый четверичный разряд массива (Pij) имеет свой номер Р, где i - номер слова в массиве, a j - номер столбца. Пусть заштрихованные разряды (например, Р22, P24 и т.д.) не соответствуют требованиям кода «1 из 4».Each quaternary digit of the array (P ij ) has its own number P, where i is the number of words in the array, aj is the column number. Let the shaded digits (for example, P 22 , P 24 , etc.) do not meet the requirements of the code “1 of 4”.
Исправление кодов осуществляется в следующей последовательности этапов:Correction of codes is carried out in the following sequence of steps:
1 - корректируются слова, имеющие искажение в одном четверичном разряде (Р47, P72);1 - words with distortion in one quaternary digit are corrected (P 47 , P 72) ;
2 - корректируются столбцы, имеющие искажение в одном четверичном разряде (Р25, Р59);2 - corrected columns having a distortion in one quaternary discharge (P 25, P 59);
3 - корректируется слово, имеющее после этапа 2 искажение в одном четверичном разряде (Р54);3 - the word is corrected, which, after
4 - корректируется столбец, имеющий после этапа 1 искажение в одном четверичном разряде (Р22);4 - the column is corrected, which, after
5 - корректируется слово, имеющее после этапа 4 искажение в одном четверичном разряде (Р24).5 - the word is corrected, which, after
Операция восстановления информации выполнена.Information recovery operation completed.
Рассмотренный способ исправления искажений в четверичных разрядах применим и в случаях, когда искажения не нарушают принципа кодирования «1 из 4», то есть в четверичном разряде имеет место двойная ошибка. К примеру, вместо кода 010 или вместо кода 0001 - код 0100. Способ сравнения принятого контрольного кода со сформированным при приеме будет фиксировать их несовпадение, однако неисправный четверичный разряд будет неизвестен.The considered method for correcting distortions in quadruple digits is also applicable in cases where the distortions do not violate the “1 of 4” encoding principle, that is, a double error occurs in the quadruple digit. For example, instead of code 010 or instead of code 0001, code 0100. A method of comparing the received control code with the generated one at reception will record their mismatch, however, a failed quadruple digit will not be known.
Использование вертикальных столбцов массива и их контрольных кодов определяет этот разряд. И действительно, каждый четверичный разряд массива одновременно принадлежит только одному слову и только одному вертикальному столбцу этого массива. А поскольку номер вертикального столбца определяется номером четверичного разряда слова, то номер вертикального столбца, в котором не совпали контрольные коды, определит нам и номер неисправного четверичного разряда слова.The use of the vertical columns of the array and their control codes defines this category. Indeed, each quadruple discharge of an array at the same time belongs to only one word and only to one vertical column of this array. And since the number of the vertical column is determined by the number of the four-digit category of the word, the number of the vertical column, in which the control codes did not match, will also determine the number of the failed four-digit category of the word.
Приведенный способ определения нарушений и исправления нарушенных кодов разрядов числа при кодировании «1 из 4» в значительной мере повышает достоверность передаваемой информации.The presented method for detecting violations and correcting violated codes of digits of a number when encoding “1 out of 4” significantly increases the reliability of the transmitted information.
При этом следует отметить, что способ выявляет все ошибки, но не все возможные комбинации ошибок подлежат коррекции.It should be noted that the method detects all errors, but not all possible combinations of errors are subject to correction.
Доля неисправляемых ошибок незначительна. Например, для массива из десяти слов, каждое из которых содержит сто разрядов, доля неисправляемых ошибок составляет примерно 6×10-6.The proportion of uncorrectable errors is negligible. For example, for an array of ten words, each of which contains one hundred digits, the proportion of uncorrectable errors is approximately 6 × 10 -6 .
Вариант невозможности исправления ошибки можно рассмотреть на примере. Если предположить существование ошибки в разряде Р29, то восстановить информацию во втором и пятом словах невозможно.The option of impossibility to correct the error can be considered by example. If we assume the existence of an error in the discharge P 29 , then it is impossible to recover information in the second and fifth words.
При создании вычислительных средств и средств связи использование способа кодирования «1 из 4» по сравнению с двоичной системой кодирования при равной достоверности их функционирования снижает уровень энергопотребления в 5-5,5 раза.When creating computing and communication tools, the use of the “1 out of 4” coding method compared to the binary coding system with equal reliability of their functioning reduces the energy consumption level by 5–5.5 times.
Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2, 3.The invention is illustrated in figures 1, 2, 3.
На фиг.1 представлена структура массива слов, сформированного для передачи по линии связи.Figure 1 shows the structure of an array of words formed for transmission over a communication line.
На фиг.2 представлена, как пример, структура массива, поступившего в приемную часть линии связи.Figure 2 presents, as an example, the structure of the array received in the receiving part of the communication line.
На фиг.3 обозначены:Figure 3 marked:
1 - источник информации;1 - source of information;
2 - кодирующее устройство;2 - encoding device;
3 - передатчик;3 - transmitter;
4 - приемник;4 - receiver;
5 - устройство контроля;5 - control device;
6 - оконечное устройство.6 - terminal device.
Предлагаемый способ определения и исправления нарушений при обмене информацией, существующая элементная база (микропроцессоры и контроллеры, реализованные на базовых БИС) дают возможность создания разнообразных вычислительных средств и средств связи для построения управляющих систем реального времени, одной из основных характеристик которых является высокий уровень достоверности обрабатываемой информации (исправления ошибок при передаче информации).The proposed method for identifying and correcting violations during the exchange of information, the existing element base (microprocessors and controllers implemented on basic LSIs) make it possible to create a variety of computing and communication tools for building real-time control systems, one of the main characteristics of which is a high level of reliability of the processed information (correction of errors in the transmission of information).
Claims (1)
- на передающей стороне канала данные от источника информации в виде слов в двоичном коде поступают на кодирующее устройство, где проходят форматирование и далее передатчиком пересылаются по линии связи в приемную часть канала;
- на приемной стороне канала данные, поступившие на приемник, пересылаются в устройство контроля, где осуществляется проверка принятой информации на отсутствие ошибок, а при обнаружении таковых их устранение (корректировка информации) и последующая передача в оконечное устройство, отличающийся тем, что в кодирующем устройстве информация, поступившая из источника в двоичном коде, преобразуется в код «1 из 4» с активным нулем, формируется в виде массива слов, который можно представить в виде массива слов, который можно представить в форме таблицы, содержащей П1 строк (слов), каждая из которых содержит П2 четверичных разрядов в коде «1 из 4», при этом одноименные четверичные разряды строк образуют П2 вертикальных столбцов массива, у каждой строки и вертикального столбца формируется контрольный код (Kr и соответственно Kв) путем последовательного суммирования четверичных разрядов строк и вертикальных столбцов без учета переноса, в устройстве контроля поступившая информация проверяется на соответствие коду «1 из 4» и контрольным кодам Kri и Квi и при обнаружении несоответствия (ошибки) определяется ее характер и местоположение в массиве, после чего происходит корректировка (устранение ошибки) информации способом нулевого кода, который заключается в следующем: содержимое неисправного четверичного разряда заменяется на нулевое значение (0001), формируется контрольный код (Kro и Кво) с учетом произведенной замены, определяется разность
Kr-Kro=ΔKr или Кв-Кво=ΔКв
и установленный ранее в неисправном разряде нулевой код заменяется на ΔKr (ΔКв). A method for detecting violations and correcting violated codes of digits of a number when encoding “1 of 4”, which provides information transfer via a communication channel, which on the transmitting side contains a source of information, an encoding device and a transmitter, and on the receiving side, a receiver, a control device, and a terminal device, this:
- on the transmitting side of the channel, data from the information source in the form of words in binary code is sent to the encoding device, where they are formatted and then sent by the transmitter over the communication line to the receiving part of the channel;
- on the receiving side of the channel, the data received by the receiver are sent to the monitoring device, where the received information is checked for errors, and if any are detected, they are eliminated (information is corrected) and then transmitted to the terminal device, characterized in that the information in the encoding device received from the source in binary code is converted to code “1 of 4” with an active zero, is formed as an array of words, which can be represented as an array of words, which can be represented in the form of blits containing P 1 rows (words), each of which contains P 2 four-digit bits in the “1 of 4” code, with the same four-digit bits of lines forming P 2 vertical columns of the array, a control code is generated for each row and vertical column (K r and K respectively in) by sequentially summing quaternary discharges rows and vertical columns excluding transfer information received in the control device is checked against the code "1 of 4" and a control code K ri Bi and K, and when it detects discrepancy ( Errors) is determined by its character and location in the array, then there is a correction (error elimination) information in a manner zero code, which is as follows: the contents of the faulty quaternary discharge is replaced with a zero value (0001) generated the verification code (K ro and K in) taking into account the replacement made, the difference is determined
K r -K ro = ΔK r or K in -K in = ΔK in
and the zero code set earlier in the faulty discharge is replaced by ΔK r (ΔK in ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148556/08A RU2517717C1 (en) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | Method of determining violations and correcting violated codes of bit positions in "1 from 4" coding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148556/08A RU2517717C1 (en) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | Method of determining violations and correcting violated codes of bit positions in "1 from 4" coding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012148556A RU2012148556A (en) | 2014-05-20 |
RU2517717C1 true RU2517717C1 (en) | 2014-05-27 |
Family
ID=50695623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012148556/08A RU2517717C1 (en) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | Method of determining violations and correcting violated codes of bit positions in "1 from 4" coding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2517717C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2234806C2 (en) * | 1997-01-14 | 2004-08-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Error preventing device for multimedia system |
RU2239244C2 (en) * | 1999-10-22 | 2004-10-27 | Сони Корпорейшн | Data carrier, device for recording data on data carrier, device for editing data recorded on data carrier, method for recording data on data carrier (variants) |
RU2239941C2 (en) * | 2002-12-19 | 2004-11-10 | Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации | Method for transferring discontinuous information |
RU2336559C2 (en) * | 2006-05-10 | 2008-10-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method and decoding device for correction of two errors in accepted code |
RU2348102C2 (en) * | 2006-09-12 | 2009-02-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for transmission of discrete information |
RU2367007C2 (en) * | 2007-08-30 | 2009-09-10 | Станислав Антонович Осмоловский | Method of transmission and complex protection of information |
-
2012
- 2012-11-15 RU RU2012148556/08A patent/RU2517717C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2234806C2 (en) * | 1997-01-14 | 2004-08-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Error preventing device for multimedia system |
RU2239244C2 (en) * | 1999-10-22 | 2004-10-27 | Сони Корпорейшн | Data carrier, device for recording data on data carrier, device for editing data recorded on data carrier, method for recording data on data carrier (variants) |
RU2239941C2 (en) * | 2002-12-19 | 2004-11-10 | Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации | Method for transferring discontinuous information |
RU2336559C2 (en) * | 2006-05-10 | 2008-10-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method and decoding device for correction of two errors in accepted code |
RU2348102C2 (en) * | 2006-09-12 | 2009-02-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for transmission of discrete information |
RU2367007C2 (en) * | 2007-08-30 | 2009-09-10 | Станислав Антонович Осмоловский | Method of transmission and complex protection of information |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012148556A (en) | 2014-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102567134B (en) | Error check and correction system and error check and correction method for memory module | |
AU6753000A (en) | System and method for detecting double-bit errors and for correcting errors due to component failures | |
CN102915768B (en) | The fault-tolerant devices and methods therefor of triplication redundancy based on EDAC module to memory | |
US20170111061A1 (en) | Efficient coding with single-error correction and double-error detection capabilities | |
CN111294059A (en) | Encoding method, decoding method, error correction method and related device | |
CN102136887A (en) | Cyclic redundancy check method and device for transmission blocks | |
Singh et al. | An efficient forward error correction scheme for wireless sensor network | |
CN102970049B (en) | Based on parallel circuit and the RS decoding circuit of money searching algorithm and Fu Ni algorithm | |
CN103312458A (en) | Hybrid coding method | |
US5535227A (en) | Digital information error correcting apparatus for single error correcting (SEC), double error detecting (DED), single byte error detecting (SBED), and odd numbered single byte error correcting (OSBEC) | |
RU2517717C1 (en) | Method of determining violations and correcting violated codes of bit positions in "1 from 4" coding | |
US11050440B2 (en) | Encoder, decoder, encoding method and decoding method based on low-density parity-check code | |
Subhasri et al. | VLSI design of parity check code with hamming code for error detection and correction | |
WO2012092902A2 (en) | Decoding method and decoding device | |
US8429484B2 (en) | Digitized radar information redundancy method and system | |
US20190129790A1 (en) | Memory architecture including response manager for error correction circuit | |
CN108400787B (en) | Parallel FIR filter fault-tolerant method based on BCH coding | |
CN101803204A (en) | Bit string-error correcting method | |
US20070283215A1 (en) | Parity check decoder architecture | |
CN202838976U (en) | EDAC (Error Detection And Correction)-module-based fault-tolerant device of triple modular redundancy to storage | |
CN102684841A (en) | Coding computation unit and decoding data verification method | |
RU2637426C1 (en) | Device for storing and transmitting data with error detection | |
CN109753369A (en) | The data encoding and method of calibration of sequence array in a kind of register and memory | |
Dugar et al. | A survey on Hamming codes for error detection | |
RU175054U1 (en) | STORAGE AND TRANSMISSION DEVICE WITH SINGLE AND DOUBLE ERRORS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151116 |