ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДВОИЧНОГО КОДА В БИНОМИАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДВОИЧНОГО КОДА В БИНОМИАЛЬНЫЙ
В. Б. Чередниченко*, ст. преп.; К. А. Телетов**, студент
* Филиал Харьковского университета внутренних дел в г. Сумах;
** Сумский государственный университет
При решении задачи цифровой связи одним из важных критериев являются
надежность и достоверность передаваемой информации. Путем, повышающим
помехоустойчивость, является кодирование информации, однако многие из кодов
достаточно сложны для аппаратной реализации.
Наибольшей простотой отличаются коды на четность, которые широко
используются во многих цифровых устройствах и системах. Однако эти коды
недостаточно гибко отражают свойства асимметричных каналов связи, для которых
более эффективными являются биномиальные коды [1,2].
Биномиальное помехоустойчивое кодирование требует для своей реализации
специальных алгоритмов, один из которых использует биномиальный счетчик [1].
Это устройство можно упростить в случае, когда требование скорости не играет
большой роли.
В его основу (см. рис.1) положены биномиальный и двоичный счетчики.
Двоичный счетчик является вычитающим и выполнен по стандартной схеме.
Схема
дешифрации
нуля
…
Вход
.
.
.
Вычитающий
двоичный
счетчик
Суммирующий
биномиальный
счетчик
.
.
.
Выход
Схема
запрета
Генератор
тактовых
импульсов
Рисунок 1-Блок схема преобразователя двоичного кода в биномиальный
Биноминальные счетчики характеризуются двумя основными параметрами:
числом разряда n и контрольным числом k [3], при этом 1≤k≤n. Функциональная
схема биномиального счетчика приведена на рис. 2.
Смена состояний биномиального счетчика происходит по следующим правилам:
- в исходном состоянии все разряды счетчика установлены в нуль;
- заносится единица в (k-i )-й разряд, где i - число единиц в счетчике;
- если число единиц в счетчике больше k, то произошла ошибка;
- если число единиц в счетчике равно k и они не расположены в k старших
разрядах, то все единичные разряды до первого нулевого устанавливаются в
нуль, а первый нулевой - в единицу;
- если число единиц в счетчике меньше k, то переход к пункту 2;
- если число единиц в счетчика равно k и они расположены в k старших разрядах,
то цикл счета окончен. Возврат к пункту 1.
«Вісник СумДУ», №11(57), 2003
51
Рисунок 2 - Функциональная схема биномиального счетчика
Число состояний биномиального счетчика определяется из соотношения
N  Cnk1
где Cnk  1 - число сочетаний k единиц из ( n+1 ) элементов.
В таблице 1 приведены состояния счетчика с n= 5, k= 4, а на рис. 2 представлена
функциональная схема счетчика.
Таблица 1 - Состояния суммирующего биномиального счетчика с n=5, k=4 в
порядке возрастания
Номер
1
0
1
2
Разряд
54321
2
00000
01000
01100
3
7
8
9
Разряд
54321
4
10110
10111
11000
3
10
11
12
13
14
4
11010
11011
11100
11101
11110
Номер
Продолжение таблицы 1.
1
3
4
5
6
2
01110
01111
10000
10100
Временная диаграмма работы биномиального счетчика представлена на рис 3
«Вісник СумДУ», №11(57), 2003
52
Рисунок 3 – Временная диаграмма работы счетчика
Подсчитаем теперь среднее число тактов S срабатывания счетчика при n=5, k=4 до
полного преобразования исходного числа в биномиальное (максимальное число
тактов равно 15). Для этого воспользуемся формулой
S
( N  1)
,
2
(1)
где N - число состояний счетчика.
Подставив в эту формулу значение N=15, получим, что
S
(15  1)
 8.
2
Алгоритм работы приведенной блок - схемы состоит в следующем. В начальный
момент времени в вычитающий двоичный счетчик заносится переводимое число, а
суммирующий биномиальный счетчик обнуляется. Соответственно схема
дешифрации нуля выдает разрешение на прохождение тактовых импульсов с
генератора тактовых импульсов (ГТИ) через схему запрета. Эти импульсы
одновременно поступают на биномиальный и двоичный вычитающий счетчик. При
этом оба счетчика перебирают состояния до тех пор, пока вычитающий двоичный
счетчик не установится в нуль. При появлении нулевой комбинации на выходе
двоичного счетчика схема дешифрации нуля вырабатывает запрещающий сигнал и
блокирует поступление тактовых импульсов от ГТИ. При этом на выходе
суммирующего биномиального счетчика установится требуемая биномиальная
комбинация. Соответственная блок-схема алгоритма представлена на рис. 4.
«Вісник СумДУ», №11(57), 2003
53
Рисунок 4 - Блок- схема алгоритма работы преобразователя (i - двоичный вычитающий счетчик; jсуммирующий биномиальный счетчик; m- число, заносимое в двоичный суммирующий счетчик)
инвертные
выходы триггеров
Схема дешифрации нуля (рис. 5) представляет собой устройство, которое
перекрывает доступ сигналов от генератора тактовых импульсов после установления
двоичного вычитающего счетчика в нуль, а затем открывает их прохождение после
того, как на вход приходит очередная кодовая комбинация.
И
И
на синхро вход
двоичного вычитающего
счетчика
к генератору тактовых
импульсов
Рисунок 5 - Схема дешифрации нуля
Таким образом, данный преобразователь является экономичным и эффективным
для применения в приборах, где важно уменьшение количества компонентов,
составляющих устройство. В перспективе это устройство может найти применение в
виде встраиваемых микросхем в различную цифровую аппаратуру, связанную с
передачей и хранением информации. Также устройство можно сделать
адаптируемым к характеру и уровню помех, что представляет дальнейшую задачу
исследования.
SUMMARY
This article presented with new hardware methods of transformation of a binary code in binominal. This
device is using binominal counting, and based on two counters: binary subtracting and binominal summing.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
«Вісник СумДУ», №11(57), 2003
54
1.
2.
3.
4.
А.А. Борисенко, О.В. Бережная, И.А. Кулик. Устройство помехоустойчивого кодирования на основе
биномиальных кодов// Вісник СумДУ. – 1997. - № 2(8). – С.93-95
А.А. Борисенко, О.В. Бережная, И.А. Кулик. Оценка помехоустойчивости системы передачи данных
на основе равновесных кодов // Вісник СумДУ. – 1998. - № 1(12). – С.79-82
А.А. Борисенко, И. Д. Пузько, Л А. Стеценко. Биномиальный суммирующий помехоустойчивый
счетчик А. с. 107 70 54
В.И. Васильев, Ю.М. Гусев, В.Н. Миронов. Электронные промышленные устройства. - Москва:
Высшая школа, 1988.-248 с.
Поступила в редакцию 21 ноября 2003 г.
«Вісник СумДУ», №11(57), 2003
55