Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата

Показана возможность реализации универсальной матрицы, предназначенной для построения единого кодирующего формата, кодовой комбинации структурно-логического кода и исправления ошибок преобразования в кодовых комбинациях СЛК. Розроблено універсальну матрицю структурно-логічних перетворень дискретної...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Дата:2009
Автор: Иванов, Ю.Д.
Формат: Стаття
Мова:Російська
Опубліковано: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2009
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52023
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата / Ю.Д. Иванов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 23-30. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860215078077333504
author Иванов, Ю.Д.
author_facet Иванов, Ю.Д.
citation_txt Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата / Ю.Д. Иванов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 23-30. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Показана возможность реализации универсальной матрицы, предназначенной для построения единого кодирующего формата, кодовой комбинации структурно-логического кода и исправления ошибок преобразования в кодовых комбинациях СЛК. Розроблено універсальну матрицю структурно-логічних перетворень дискретної інформації в термінах n-мірного кубу Eⁿ, що призначена для побудови єдиного кодуючого формату, кодової комбінації структурно-логічного коду (СЛК), і виправлення помилок перетворення в кодо вих комбінаціях СЛК. Матриця може бути реалізована на основі сучасних мікроконтролерів при відповідному програмному забезпеченні, що визначає можливість її широкого використання в обчислювальних структурах для забезпечення необхідної перешкодостійкості дискретних даних, які оброблюются.· The universal matrix of structural-logic transformations of the discrete information in the terms of n-measuring cube Eⁿ, intended for construction of a uniform coding format, code combination of a structural-logic code (SLC), and correction of mistakes of transformation in code combinations SLC is developed. The matrix can be realized on the basis of modern microcontrollers at the appropriate software, that defines an opportunity of its wide use in computing structures for maintenance of a necessary noise stability of the processable discrete data.
first_indexed 2025-12-07T18:15:46Z
format Article
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 23 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 31.10 2008 ã. Îïïîíåíò ä. ò. í. Ý. À. ÑÓÊÀר (ÎÍÀÑ èì. À. Ñ. Ïîïîâà, ã. Îäåññà) Ê. ò. í. Þ. Ä. ÈÂÀÍΠÓêðàèíà, Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé ïîëèòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò ÓÍÈÂÅÐÑÀËÜÍÀß ÌÀÒÐÈÖÀ ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÎ-ËÎÃÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÉ n-ÌÅÐÍÎÃÎ ÊÓÁÀ En ÅÄÈÍÎÃÎ ÊÎÄÈÐÓÞÙÅÃÎ ÔÎÐÌÀÒÀ Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü ðåàëèçàöèè óíè- âåðñàëüíîé ìàòðèöû, ïðåäíàçíà÷åííîé äëÿ ïîñòðîåíèÿ åäèíîãî êîäèðóþùåãî ôîðìàòà, êîäîâîé êîìáèíàöèè ñòðóê- òóðíî-ëîãè÷åñêîãî êîäà è èñïðàâëåíèÿ îøèáîê ïðåîáðàçîâàíèÿ â êîäîâûõ êîì- áèíàöèÿõ ÑËÊ. Îäíîé èç îñíîâíûõ çàäà÷ ïðè ïðåîáðàçîâàíèè äèñ- êðåòíûõ äàííûõ â ÝÂÌ ÿâëÿåòñÿ îáåñïå÷åíèå íåîá- õîäèìîé ïîìåõîóñòîé÷èâîñòè ýòèõ äàííûõ â ñëó÷àå àïïàðàòíûõ ñáîåâ. Äëÿ ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ êîððåêòèðóþùèå êîäû, êîòîðûå ïîçâî- ëÿþò ñ âûñîêîé âåðîÿòíîñòüþ äîñòè÷ü òðåáóåìîé ïî- ìåõîóñòîé÷èâîñòè ïðåâðàùàåìûõ äàííûõ.  ëþáîì ñëó÷àå, èñïîëüçîâàíèå êîððåêòèðóþùèõ êîäîâ ïðè- âîäèò ê óñëîæíåíèþ àïïàðàòíîé ÷àñòè ïðè ðåàëèçà- öèè êîäèðóþùèõ-äåêîäèðóþùèõ óñòðîéñòâ (êîäåêîâ), óâåëè÷åíèþ òðåáóåìîãî îáúåìà ïàìÿòè, ñíèæåíèþ îòíîñèòåëüíîé ñêîðîñòè îáðàáîòêè äàííûõ, ïðè ïðî- ãðàììíîé ðåàëèçàöèè àëãîðèòìîâ êîäèðîâàíèÿ-äåêî- äèðîâàíèÿ � ê ïîíèæåíèþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ïðî- öåññîðà.  êà÷åñòâå àëüòåðíàòèâû èçâåñòíûì ìåòîäàì îáåñ- ïå÷åíèÿ ïîìåõîóñòîé÷èâîñòè äàííûõ ñ ïîìîùüþ êîð- ðåêòèðóþùèõ êîäîâ ìîæíî èñïîëüçîâàòü ñòðóêòóð- íî-ëîãè÷åñêèå êîäû (ÑËÊ) [1], ÷òî ïðèâîäèò ê îòíî- ñèòåëüíî íåáîëüøîìó óñëîæíåíèþ àïïàðàòíîé ÷àñ- òè, â ñðàâíåíèè ñ èçâåñòíûìè êîððåêòèðóþùèìè êî- äàìè, ïîíèæåíèþ òðåáóåìîãî îáúåìà ïàìÿòè çà ñ÷åò ïðåäñòàâëåíèÿ äàííûõ íà îñíîâå èíôèìóìíûõ äèçú- þíêòèâíûõ íîðìàëüíûõ ôîðì (ÈÄÍÔ) áóëåâûõ ôóí- êöèé (ÁÔ) [2], ê çíà÷èòåëüíî ìåíüøåìó ñíèæåíèþ îòíîñèòåëüíîé ñêîðîñòè îáðàáîòêè äàííûõ çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ åñòåñòâåííîé ñòðóêòóðíî-ëîãè÷åñêîé èçáûòî÷íîñòè [3], à òàêæå ê íåçíà÷èòåëüíîìó ñíèæå- íèþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ÝÂÌ ïðè ðåàëèçàöèè ïðî- ñòîãî àëãîðèòìà. Äëÿ ïðîâåäåíèÿ ñòðóêòóðíî-ëîãè÷åñêèõ êîäèðó- þùèõ è äåêîäèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíèé êîíúþíêöèé ÈÄÍÔ ÁÔ íåîáõîäèìî îðãàíèçîâàòü åäèíûé êîäèðó- þùèé ôîðìàò (ÅÊÔ), êîäîâóþ êîìáèíàöèþ ÑËÊ â âèäå êóáà n-é ìåðíîñòè En, êîòîðûé îáåñïå÷èâàë áû äîñòàòî÷íóþ ëîãè÷åñêóþ èçáûòî÷íîñòü ïåðåìåííûõ ðàçâåðòûâàíèÿ ýòîãî êóáà äëÿ êîððåêöèè ïîìåõ íà äëèíå êîäîâîé êîìáèíàöèè. Äëèíà êîäîâîé êîìáèíà- öèè îïðåäåëÿåòñÿ ìåðíîñòüþ n′ êóáà En′ åäèíîãî êî- äèðóþùåãî ôîðìàòà, ÿâëÿþùåãîñÿ ïîäêóáîì êóáà En, è ñîñòàâëÿåò ñëê â2 ,nn n′= (1) ×èñëî âåðøèí êóáà En′ ÅÊÔ îïðåäåëÿåò ëîãè÷å- ñêóþ èçáûòî÷íîñòü ïåðåìåííûõ ðàçâåðòûâàíèÿ ýòîãî êóáà, à ñëåäîâàòåëüíî, êîððåêòèðóþùèå ñâîéñòâà ÑËÊ, ïîäðîáíî ðàññìîòðåííûå â [1�3]. Ïðîöåäóðû êîäèðóþùèõ è äåêîäèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíèé êîíú- þíêöèé ÈÄÍÔ ÁÔ îðãàíèçóþòñÿ â òåðìèíàõ ÅÊÔ [4] ÑËÊ, ÷òî ïðè îáùåì ïîäõîäå ê ïîñòðîåíèþ êîäèðó- þùåãî-äåêîäèðóþùåãî óñòðîéñòâà, ò. å. êîäåêà ÑËÊ, ïðåäîïðåäåëÿåò íåîáõîäèìîñòü ðåàëèçàöèè óíèâåð- ñàëüíîé ìàòðèöû ñòðóêòóðíî-ëîãè÷åñêèõ ïðåîáðàçî- âàíèé â òåðìèíàõ ÅÊÔ ñîîòâåòñòâóþùåãî ÑËÊ. Ñîãëàñíî îáùåé ìåòîäèêå êîäèðîâêè ÑËÊ [1], êàæäàÿ èç êîíúþíêöèé ÈÄÍÔ áóëåâîé ôóíêöèè ïðå- îáðàçóåòñÿ â ñîîòâåòñòâóþùèé êóá En′ ÅÊÔ, ïðåä- ñòàâëÿþùèé ñîáîé êîäîâóþ êîìáèíàöèþ ÑËÊ, ïðè- ÷åì ðàçìåðíîñòü n′ êóáà En′ ÅÊÔ îäèíàêîâà äëÿ âñåõ ïðåîáðàçóåìûõ êîíúþíêöèé ÈÄÍÔ. Ïðàâäà, â ïðå- äåëàõ âûáðàííîãî ÅÊÔ êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ ñ ðàçëè÷- íûìè ðàíãàìè îáåñïå÷èâàþò ðàçíóþ ëîãè÷åñêóþ èç- áûòî÷íîñòü [3], ÷òî íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ïðè àíà- ëèçå êîððåêòèðóþùèõ ñâîéñòâ ÑËÊ. Äëèíà êîäîâîé êîìáèíàöèè ÑËÊ, ñîãëàñíî âûðà- æåíèþ (1), îïðåäåëÿåò îáúåì êîäèðóþùåé ìàòðèöû ïðåîáðàçîâàíèÿ, ñîñòîÿùåé èç 2n′ ñòîëáöîâ è nâ ñòðîê, ñîîòâåòñòâåííî. ×èñëî ðàçðÿäîâ âåðøèí êóáà En′ ñîîòâåòñòâóåò ÷èñëó ïåðåìåííûõ, ñîñòàâëÿþùèõ ýòè âåðøèíû, è îïðåäåëÿåò èõ ðàíã, òî åñòü nâ=râ. (2) Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ÷èñëî ïåðåìåííûõ, ñîñòàâëÿ- þùèõ êîíúþíêöèþ, îïðåäåëÿåò ðàíã ýòîé êîíúþíê- öèè, òî åñòü nv=rv. (3) Òàêèì îáðàçîì, ïðè ðàâåíñòâå ðàíãîâ âåðøèí êóáà En′ è êîíúþíêöèé ÈÄÍÔ, ò. å. ïðè râ=rv, ÷èñëî ïåðå- ìåííûõ, ïî êîòîðîìó âîçìîæíî ðàçâèòèå èñõîäíîé âåðøèíû, ñîîòâåòñòâóþùåé êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ, â êóá En′, áóäåò ðàâíî n′=râ�rv=0, (4) ãäå 2n′ � nâ � ÷èñëî âåðøèí n′-ìåðíîãî êóáà En′ ÅÊÔ; ÷èñëî áèòîâ (ðàçðÿäîâ) âåðøèíû êóáà En′ ÅÊÔ, ïðè÷åì nâ≥n′. Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 24 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ ÷òî îïðåäåëÿåò ÷èñëî ñòîëáöîâ êîäèðóþùåé ìàòðè- öû ïðåâðàùåíèé êàê 2n′=2râ�rv=20=1. (5) Ýòè ðàññóæäåíèÿ êîððåêòíû òîëüêî â òîì ñëó÷àå, êîãäà ìîùíîñòü ìíîæåñòâà ïåðåìåííûõ, ñîñòàâëÿþ- ùèõ âåðøèíû êóáà En′, ðàâíà èëè áîëüøå ìîùíîñòè ìíîæåñòâà ïåðåìåííûõ, îáðàçóþùèõ êîíúþíêöèè ïðåîáðàçóåìîé ÈÄÍÔ, òî åñòü â max1 1 0 1 1 0, ..., , , ..., , , vn nx x x x x x− −≥ (6) nvmax � ÷èñëî ïåðåìåííûõ, ñîñòàâëÿþùèõ êîíúþí- êöèè ñîâåðøåííîé äèçúþíêòèâíîé íîðìàëüíîé ôîð- ìû (ÑÄÍÔ) ïðåîáðàçóåìîé ÁÔ. Âûðàæåíèå (6) ñâîäèòñÿ ê nâ≥nvmax. (7) Ñ ó÷åòîì âûøåñêàçàííîãî ñïðàâåäëèâà ëåììà 1: ×èñëî ñòîëáöîâ êîäèðóþùåé ìàòðèöû ïðåîáðà- çîâàíèé êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ ÁÔ îïðåäåëÿåòñÿ êàê 2n′=2nâ�nv, (8) ïðè n′=nâ�nv è nâ≥nvmax. Ðàññìîòðèì ïðèìåð êîäèðóþùåé ìàòðèöû ïðåîá- ðàçîâàíèé êîíúþíêöèé ÈÄÍÔ ÁÔ, çàäàííîé âûðà- æåíèåì èäí ô 2 0 3 0 2 1 3 2 1.f x x x x x x x x x= ∨ ∨ ∨ (9)  êà÷åñòâå ÅÊÔ âûáåðåì êóá E3, ò. å. n′=3, ñ ÷èñ- ëîì ðàçðÿäîâ âåðøèí nâ=5. Ïðè ýòîì óñëîâèå (7) âûïîëíÿåòñÿ, ò. ê. ÷èñëî ïåðåìåííûõ ñîñòàâëÿþùèõ êîíúþíêöèè ÑÄÍÔ ÁÔ, çàäàííîé ÈÄÍÔ (9), ñîñòàâ- ëÿåò nvmax=4. Ñîãëàñíî ëåììå 1, ÷èñëî ñòîëáöîâ êîäèðóþùåé ìàòðèöû ïðåîáðàçîâàíèé (ÌÏ) îïðåäåëèòñÿ êàê 2n′=23=8 äëÿ âñåõ êîíúþíêöèé (9). Ïðàâäà, äëÿ êîíú- þíêöèè 2 0 3 0 2 1, ,x x x x x x ïðè ðàçâîðà÷èâàíèè èõ â êóá E3 ïî ìåòîäó ÑÌÐ [3] èñïîëüçóþòñÿ ñîîòâåòñòâóþ- ùèå äîïîëíÿþùèå ïåðåìåííûå ðàçâåðòûâàíèÿ, ò. å. x4x3x1, x4x2x1, x4x3x0. Äëÿ êîíúþíêöèè 3 2 1x x x â êà÷å- ñòâå äîïîëíÿþùèõ ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ïåðåìåí- íûå x4, x0, ïî êîòîðûì âîçìîæíî ðàçâåðòûâàíèå òîëü- êî êóáà E2.  êà÷åñòâå 3-é ðàçâîðà÷èâàþùåé ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïåðåìåííûå x3, x2 èëè x1, ÷òî, îäíàêî, ïðèâåäåò ê ñíèæåíèþ èñïðàâëÿþùåé ñïîñîá- íîñòè êîäîâîé êîìáèíàöèè êîíúþíêöèè 3 2 1,x x x ò. ê. èñòèííàÿ ëîãè÷åñêàÿ èçáûòî÷íîñòü ðåàëèçóåòñÿ òîëü- êî â ïðåäåëàõ êóáà E2, êîòîðûé ïîñòðîåí ïî ïåðåìåí- íûì x4, x0. Êîäèðóþùàÿ ÌÏ äëÿ ÈÄÍÔ (9) ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 1.  ÌÏ äëÿ êîíúþíêöèè 3 2 1x x x ïðè ðàçâèòèè êóáà E2 â êóá E3 èñïîëüçîâàíà ïåðåìåííàÿ x2, ÷òî íå ïîçâîëÿåò ðåàëèçîâàòü ìàêñèìàëüíóþ ëîãè÷åñêóþ èç- áûòî÷íîñòü ïî ïåðåìåííûì x3, x2 è x1 â ïðåäåëàõ êóáà x2x0 1 0 2x 0 0x 1 0 2x 1 0x x1 1 1 2x 1 0x x3 1 1 2x 0 0x x1 0 0 2x 0 0x x4 0 0 2x 1 0x x1 0 1 2x 1 0x x3 0 1 2x 0 0x x1 E′ x4 x3 x2 x1 x0 x3x0 1 3x 0 0 x0 1 3x 0 1 x0 x1 1 3x 1 1 x0 x2 1 3x 1 0 x0 x1 0 3x 1 0 x0 x4 0 3x 1 1 x0 x1 0 3x 0 1 x0 x2 0 3x 0 0 x0 x1 E′ x4 x3 x2 x1 x0 2 1x x 1 0 2x x1 0 1 0 2x x1 1 x2 1 1 2x x1 1 x3 1 1 2x x1 0 x0 0 1 2x x1 0 x4 0 1 2x x1 1 x0 0 0 2x x1 1 x3 0 0 2x x1 0 x0 E′ x4 x3 x2 x1 x0 3 2 1x x x 0 x3 0 1x 0 0 x3 0 1x 1 x0 1 x3 0 1x 1 x4 1 x3 0 1x 0 x0 1 x3 x2 1x 0 x2 1 x3 x2 1x 1 x0 0 x3 x2 1x 1 x4 0 x3 x2 1x 0 x0 E′ x4 x3 x2 x1 x0 Ðèñ. 1 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 25 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ E3, à òîëüêî â ïðåäåëàõ êóáà E2 (íèæíèå 4 ñòîëáöà ÌÏ êîíúþíêöèè 3 2 1x x x ). Äëÿ êîíúþíêöèé ÈÄÍÔ (9) â êà÷åñòâå ÅÊÔ ìîæ- íî âûáðàòü êóá E2 ïðè n′=2. Ïóñòü ÷èñëî ðàçðÿäîâ âåðøèí òàêîãî êóáà áóäåò nâ=4. Òîãäà óñëîâèå (7) òàêæå âûïîëíÿåòñÿ äëÿ ÁÔ, çàäàííîé (9), ò. å. 4=4. ×èñëî ñòîëáöîâ ñîîòâåòñòâóþùåé êîäèðóþùåé ÌÏ áóäåò ðàâíî 22=4. Êîäèðóþùàÿ ÌÏ äëÿ êóáà E2 ÅÊÔ ÈÄÍÔ (9) ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 2.  ÌÏ äëÿ êîíúþíêöèé 3 2 1x x x ïðè ðàçâèòèè êóáà E1 â êóá E2 èñïîëüçóåòñÿ ïåðåìåííàÿ x2, ÷òî íå ïî- çâîëÿåò ðåàëèçîâàòü ëîãè÷åñêóþ èçáûòî÷íîñòü ïî ïå- ðåìåííûì x3, x2, x1 â ïðåäåëàõ êóáà E2 ÅÊÔ. Ïîëíàÿ ëîãè÷åñêàÿ èçáûòî÷íîñòü ðåàëèçóåòñÿ òîëüêî â ïðå- äåëàõ êóáà E1, ÷òî ñíèæàåò êîððåêòèðóþùèå ñâîé- ñòâà êîäîâîé êîìáèíàöèè êîíúþíêöèè 3 2 1.x x x Äèñêðåòíûå äàííûå, ïðåäñòàâëåííûå â âèäå êó- áîâ En′ ÅÊÔ, ò. å. êîäîâûõ êîìáèíàöèé ÑËÊ, ïîëó- ÷åííûõ â êîäèðóþùåé ÌÏ, îáðàáàòûâàþòñÿ ïîñðåä- ñòâîì ÝÂÌ. Îáðàáàòûâàþùèå êàíàëû âû÷èñëÿåìûõ ñòðóêòóð ëèáî êàêèõ-òî äðóãèõ ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ âíîñÿò îïðåäåëåííûå èñêàæåíèÿ â äàííûå êàê íà ïðî- ãðàììíîì, òàê è íà àïïàðàòíîì óðîâíå. Âîçíèêàþ- ùèå îøèáêè è àïïàðàòíûå ñáîè äàííûõ ìîãóò áûòü èñïðàâëåíû ïóòåì ñîîòâåòñòâóþùèõ äåêîäèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíèé è ïîëíîñòüþ ëèáî ÷àñòè÷íî âîññòà- íîâëåíû.  îáùåì ñëó÷àå ïðîöåäóðà ñòðóêòóðíî-ëîãè÷å- ñêèõ ïðåîáðàçîâàíèé äèñêðåòíûõ äàííûõ ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà ñëåäóþùèì îáðàçîì (ðèñ. 3). Íà ïåðâîì ýòàïå ïðåîáðàçîâàíèé äèñêðåòíûå äàí- íûå ïðåäñòàâëÿþòñÿ íà îñíîâå èíôèìóìíûõ äèçúþí- êòèâíûõ íîðìàëüíûõ ôîðì áóëåâûõ ôóíêöèé [2], ÷òî ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü êîìïàêòíîå ïðåäñòàâëåíèå äàí- íûõ çà ñ÷åò èõ ñæàòèÿ ïðèáëèçèòåëüíî â 2 ðàçà è, ñëåäîâàòåëüíî, ñîîòâåòñòâåííîå óìåíüøåíèå íåîáõî- äèìîé ïàìÿòè. Äàëüíåéøàÿ ðàçðàáîòêà ìåòîäîâ ïðåä- ñòàâëåíèÿ äàííûõ íà îñíîâå ÈÄÍÔ ïîçâîëèò åùå áîëüøå óâåëè÷èòü êîýôôèöèåíò ñæàòèÿ è ñóùåñòâåí- íî óìåíüøèòü îáúåì ïàìÿòè. Ïðåäñòàâëåííàÿ â ìèíèìàëüíî âîçìîæíîì îáúå- ìå äèñêðåòíàÿ èíôîðìàöèÿ êîäèðóåòñÿ â ÌÏ ïóòåì ïðåäñòàâëåíèÿ êàæäîé êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ â âèäå êóáà En′ ÅÊÔ, ò. å. êîäîâîé êîìáèíàöèè ÑËÊ. Ïðè ýòîì ðåàëèçóåòñÿ ñòðóêòóðíàÿ ëîãè÷åñêàÿ èçáûòî÷íîñòü ïåðåìåííûõ ðàçâèòèÿ êóáà En′ ÅÊÔ, îïðåäåëÿþùàÿ êîððåêòèðóþùèå ñâîéñòâà êîäîâîé êîìáèíàöèè ÑËÊ. Ïðè îáðàáîòêå äàííûõ â ÝÂÌ âîçíèêàþò îøèáêè êàê çà ñ÷åò ïðîãðàììíûõ, òàê è àïïàðàòíûõ ñáîåâ, ïðèâîäÿùèõ ê èñêàæåíèþ èíôîðìàöèè.  ðåàëüíûõ êàíàëàõ îáðàáîòêè äàííûõ îøèáêè íîñÿò, êàê ïðàâè- ëî, ïàêåòíûé õàðàêòåð, ò. å. èìåþò òåíäåíöèþ ê ãðóï- ïèðîâêå. ÑËÊ õîðîøî ðàáîòàþò â òÿæåëûõ êàíàëàõ, ãäå îøèáêè êîððåëèðîâàíû, ÷òî ñëåäóåò èç àíàëèçà, ïðîâåäåííîãî â [5]. Îñíîâíîé çàäà÷åé äåêîäèðóþùåé ÌÏ ÿâëÿåòñÿ èñïðàâëåíèå îøèáîê, ïîÿâèâøèõñÿ â ïðîöåññå îá- ðàáîòêè äèñêðåòíûõ äàííûõ. Äåêîäèðóþùàÿ ÌÏ ïî ñâîåé ñóòè ÿâëÿåòñÿ äåêîäåðîì êîäîâûõ êîìáèíàöèé ÑËÊ, êîòîðûå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé n′-ìåðíûå êóáû En′ ÅÊÔ. Îñíîâû òåîðèè äåêîäèðóþùèõ ïðåîáðàçî- âàíèé ÑËÊ ïîäðîáíî èçëîæåíû â [4], îäíàêî ïðèí- öèïû ïîñòðîåíèÿ äåêîäèðóþùèõ ÌÏ íåîáõîäèìî ðàñ- ñìîòðåòü äåòàëüíåå. Êàê óêàçûâàëîñü ðàíåå, ïðîöåäóðû êîäèðóþùèõ è äåêîäèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíèé îðãàíèçóþòñÿ â åäèíñòâåííûõ òåðìèíàõ n-ìåðíîãî êóáà En ÅÊÔ, ÷òî ïðåäîïðåäåëÿåò ðåàëèçàöèþ óíèâåðñàëüíîé êîäèðó- þùåé-äåêîäèðóþùåé ìàòðèöû ñòðóêòóðíî-ëîãè÷å- ñêèõ ïðåîáðàçîâàíèé, ò. å. ñòðóêòóðíî-ëîãè÷åñêîé ÌÏ. Äåêîäèðîâàíèå êîäîâûõ êîìáèíàöèé ÑËÊ, ò. å. êó- áîâ En′ ÅÊÔ, îïðåäåëÿåò êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ. Ïîñëå îïðåäåëåíèÿ âñåõ êîíúþíêöèé îñóùåñòâëÿåòñÿ âîñ- ñòàíîâëåíèå ÈÄÍÔ ïóòåì èõ îáúåäèíåíèÿ. Åñëè ÈÄÍÔ âîññòàíîâëåíà êîððåêòíî, òî âîññòàíîâëåíèå äèñêðåòíûõ äàííûõ ïðîèñõîäèò îäíîçíà÷íî. Ñòðóêòóðíî-ëîãè÷åñêàÿ ÌÏ ÿâëÿåòñÿ ìàòðèöåé ðàçìåðíîñòüþ nâ×2n′. Ïîíÿòíî, ÷òî äëÿ êîððåêòíîé ðåàëèçàöèè ñòðóêòóðíî-ëîãè÷åñêîé ÌÏ (ìàòðèöà ÅÊÔ) íåîáõîäèìî âûïîëíåíèå óñëîâèÿ (7) è ëåììû 1. Ìàòðèöà ÅÊÔ (åå ðàçìåðíîñòü) îñòàåòñÿ íåèçìåí- íîé êàê ïðè êîäèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíèÿõ êîíúþíê- 2 0x x 1 2x 0 x0 1 2x 1 x0 x1 0 2x 1 x0 x3 E′ 0 2x 0 x0 x1 x3 x2 x1 x0 3 0x x 3x 1 0 x0 3x 1 1 x0 x1 3x 0 1 x0 x2 E′ 3x 0 0 x0 x1 x3 x2 x1 x0 2 1x x 1 2x x1 0 1 2x x1 1 x0 0 2x x1 1 x3 E′ 0 2x x1 0 x0 x3 x2 x1 x0 3 2 1x x x x3 0 1x 0 x3 0 1x 1 x0 x3 x2 1x 1 x2 E′ x3 x2 1x 0 x0 x3 x2 x1 x0 Ðèñ. 2 Äèñêðåòíûå äàííûå ÈÄÍÔ ïðåäñòàâëåíèÿ Êîäèðóþùàÿ ÌÏ Îáðàáîòêà äàííûõ (ÝÂÌ) Äåêîäèðóþùàÿ ÌÏ Âîññòàíîâëåíèå ÈÄÍÔ Âîññòàíîâëåíèå äèñêðåòíûõ äàííûõ Ðèñ. 3 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 26 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ öèé ÈÄÍÔ, òàê è ïðè äåêîäèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíè- ÿõ ÅÊÔ, ò. å. ïðè âîññòàíîâëåíèè êîíúþíêöèé ÈÄÍÔ. Ïðîâåäåíèå äåêîäèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíèé íóæäà- åòñÿ â ðåàëèçàöèè äîïîëíèòåëüíûõ ôóíêöèé èñïðàâ- ëåíèÿ îøèáîê ïåðåìåííûõ êîíúþíêöèè, ñîîòâåòñòâó- þùåé äåêîäèðóåìîìó ÅÊÔ. Ïðè êîäèðîâêå êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ nâ ñòðîê ìàò- ðèöû ÅÊÔ ïîñëåäîâàòåëüíî çà 2n′ òàêòà çàïèñûâàþò- ñÿ çíà÷åíèÿ ïåðåìåííûõ êîíúþíêöèé x0, x1, �, xnâ�1. Çíà÷åíèÿ ïåðåìåííûõ ìàòðèöû ÅÊÔ äîëæíû îòâå÷àòü çíà÷åíèÿì ïåðåìåííûõ êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ òàêèì îá- ðàçîì, ÷òîáû ñîîòâåòñòâóþùèå ñòðîêè ìàòðèöû ÅÊÔ çàïîëíÿëèñü ïåðåìåííûìè xi=1 èëè 0ix = ïî âñåì 2n′ ñòîëáöàì. Ñòðîêè ìàòðèöû ÅÊÔ, êîòîðûå íå ñîîò- âåòñòâóþò ïåðåìåííûì êîäèðóþùåé êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ, çàïîëíÿþòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíî çà 2n′ òàêòîâ äâîè÷íûìè íîìåðàìè âåðøèí êóáà En′′ ñîãëàñíî ñî- âåðøåííîìó ðàçìåùåíèþ ãåîìåòðè÷åñêèõ ñîñåäåé (ÑÐÃÑ) [3]. Ìåðíîñòü êóáà En′′, à çíà÷èò è ÷èñëî åãî âåðøèí, íåîáõîäèìûõ äëÿ çàïîëíåíèÿ ñòðîê ìàòðè- öû ÅÊÔ, íå ñîîòâåòñòâóþùèõ ïåðåìåííûì êîäèðóþ- ùåé êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ, ðàâíîå 2n′′, îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå n′′=nâ�nv. (10) Åñëè ïåðåìåííûõ n′′ èç ÷èñëà ðàçðÿäîâ nâ íå õâà- òàåò äëÿ ðàçâèòèÿ êóáà En′, òî ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ïåðåìåííûå èç ÷èñëà nv, êîòîðûå ñîñòàâëÿþò êîíú- þíêöèþ, â ïîëíîì ñîîòâåòñòâèè ñ ÑÐÃÑ. Ïðè ýòîì íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü îïðåäåëåííûå îãðàíè÷åíèÿ, ñâÿçàííûå ñ óìåíüøåíèåì èñïðàâëÿþùåé ñïîñîáíî- ñòè êîäîâîé êîìáèíàöèè ÑËÊ, î êîòîðûõ ãîâîðèëîñü ðàíåå. Òàê, íàïðèìåð, ïðè n′′=2 ÷èñëî äâóõðàçðÿä- íûõ âåðøèí êóáà E2 ñîñòàâëÿåò 22=4, êîòîðûå, ñî- ãëàñíî ÑÐÃÑ, îïðåäåëåíû êàê 00, 01, 11, 10. Çàïîë- íåíèå ñîîòâåòñòâóþùèõ ñòðîê (â äàííîì ñëó÷àå äâóõ) ìàòðèöû ÅÊÔ îñóùåñòâëÿåòñÿ çà 4 òàêòà ïîñëåäîâà- òåëüíî, ïðè÷åì ïåðâîé ñëåäóåò âåðøèíà ñî «ñòàð- øèì» íîìåðîì, à èìåííî 10, à âåðøèíà 00 çàïèñû- âàåòñÿ ïîñëåäíåé íà ÷åòâåðòîì òàêòå. Ïðè n′′=3 òðåõ- ðàçðÿäíûå âåðøèíû êóáà E3 ñîñòàâëÿþò ìíîæåñòâî 000, 001, 011, 010, 110, 111, 101, 100. Çàïîëíåíèå òðåõ ñòðîê ìàòðèöû ÅÊÔ îñóùåñòâëÿåòñÿ çà 8 òàêòîâ. Ïåðâîé çàïèñûâàåòñÿ âåðøèíà ñî «ñòàðøèì» (ïî ÑÐÃÑ) íîìåðîì 100, à ïîñëåäíåé, âîñüìîé, ñëåäóåò âåðøèíà 000. Ïîëó÷åííûé â ìàòðèöå ÅÊÔ êóá En′ çàïèñûâàåòñÿ â èñõîäíóþ áóôåðíóþ ìàòðèöó â ïàðàëëåëüíîì ôîð- ìàòå, à çàòåì ïîñëåäîâàòåëüíî, ïîñòðî÷íî, âûäàåòñÿ â êàíàë îáðàáîòêè. Äëÿ äåêîäèðîâàíèÿ êîäîâîé êîìáèíàöèè ÑËÊ êóáà En′, ïîëó÷åííîãî èç êàíàëà îáðàáîòêè, èñïîëüçóåòñÿ òà æå ìàòðèöà ÅÊÔ, ÷òî è äëÿ êîäèðîâêè äèñêðåòíûõ äàííûõ. Êàíàëüíûé êóá En′ ÅÊÔ, çàïèñàííûé â ìàò- ðèöó, îòëè÷àåòñÿ íàëè÷èåì îøèáîê ïåðåìåííûõ ÈÄÍÔ, ïðåäñòàâëÿþùèõ îáðàáàòûâàåìûå äàííûå, ÷òî îïðåäåëÿåò îñíîâíóþ çàäà÷ó ïðè äåêîäèðîâàíèè, à èìåííî èñïðàâëåíèå îøèáîê ïåðåìåííûõ ÈÄÍÔ äëÿ ïîëíîãî âîññòàíîâëåíèÿ äèñêðåòíûõ äàííûõ. Ìåòîäû êîððåêöèè îøèáîê ïðè ïîìîùè ÑËÊ ïðî- àíàëèçèðîâàíû äîñòàòî÷íî ïîäðîáíî â [4], îäíàêî àï- ïàðàòíàÿ ðåàëèçàöèÿ ìåòîäîâ äåêîäèðîâàíèÿ, îáóñ- ëîâëåííûõ ëîãè÷åñêîé èçáûòî÷íîñòüþ ïåðåìåííûõ ÈÄÍÔ â êóáå En′, êàê íàèáîëåå åñòåñòâåííûõ è ïðî- ñòûõ, òðåáóåò ïîäðîáíîãî ðàññìîòðåíèÿ. Ïðè äåêîäèðîâàíèè ìàòðèöà ÅÊÔ ñëóæèò òîëüêî äëÿ çàïèñè êàíàëüíîãî êóáà En′, ïðè÷åì ÷èñëî ñòðîê îïðåäåëÿåòñÿ ÷èñëîì ðàçðÿäîâ âåðøèí êóáà En′ è ñîñòàâëÿåò nâ, à ÷èñëî ñòîëáöîâ ðàâíÿåòñÿ 2n′. Åñëè çà îñíîâó ìàòðèöû ÅÊÔ ïðèíÿòü ñäâèãîâûå ðåãèñ- òðû, òî ñòðîêà áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü ñäâèãîâîìó ðå- ãèñòðó íà 2n′ ðàçðÿäîâ. Êàæäûé èç nâ ðåãèñòðîâ èìå- åò ïîñëåäîâàòåëüíûé è 2n′ ïàðàëëåëüíûõ âûõîäîâ. ×èñëî âûõîäîâ ìàòðèöû ðàâíî ÷èñëó ïîñëåäîâàòåëü- íûõ âûõîäîâ âñåõ ðåãèñòðîâ, ïðè÷åì êàæäûé ðåãèñòð èìååò 2n′ ïàðàëëåëüíûõ âûõîäîâ. Íåïîñðåäñòâåííîå èñïðàâëåíèå îøèáîê ïåðåìåííûõ ÈÄÍÔ îñóùåñòâ- ëÿåòñÿ â áëîêå îïðåäåëèòåëÿ ïåðåìåííûõ, çíà÷åíèÿ âûõîäîâ êîòîðîãî ïîäàþòñÿ íà âõîäû êîððåêòîðà êîíúþíêöèé ÈÄÍÔ. Êîððåêòîð êîíúþíêöèé íåïî- Ìàòðèöà ÅÊÔ Áóôåðíàÿ ìàòðèöà Êîððåêòîð êîíúþíêöèè Îïðåäåëèòåëü ïåðåìåííûõ Ðèñ. 4 â 1 0 nX X − M 'â â ' 1,0... 1,2 1 0,0... 0,2 1 n n n n Q Q Q Q − − − − M â " 1 " 0 nX X − M â 1,0 0,0 nQ Q − M ' â ' 1,2 1 0,2 1 n n n Q Q − − − M â 1,0 0,0 nX X − M ' â ' 1,2 1 0,2 1 n n n X X − − − M Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 27 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ ñðåäñòâåííî ñâÿçàí ñî âõîäàìè ðåãèñòðîâ ïåðåìåí- íûõ ÈÄÍÔ ìàòðèöû ÅÊÔ. Îáùàÿ ñõåìà ñòðóêòóðíî-ëîãè÷åñêèõ êîäèðóþùèõ è äåêîäèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíèé ÑËÊ ïðåäñòàâëåí- íà íà ðèñ. 4. Ïðè êîäèðîâàíèè íà âûõîäå ìàòðèöû ÅÊÔ ïîÿâ- ëÿþòñÿ äàííûå, êîòîðûå ïîñòóïàþò íà îáðàáîòêó.  ðåçóëüòàòå äåêîäèðîâàíèÿ âîçîáíîâëÿåòñÿ êîäîâàÿ êîìáèíàöèÿ ÑËÊ, ò. å. êóá En′ ÅÊÔ, êîòîðûé èñïîëü- çóåòñÿ äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ ÈÄÍÔ è, â èòîãå, äèñê- ðåòíûõ äàííûõ. Ñ ïîìîùüþ êîððåêòîðà êîíúþíêöèé âûïîëíÿåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíàÿ çàïèñü çíà÷åíèé ïåðåìåííûõ êîíú- þíêöèé â ñîîòâåòñòâóþùèå ñòðîêè ìàòðèöû ÅÊÔ. Ñòðîêè ìàòðèöû ÅÊÔ, êîòîðûå íå îòâå÷àþò ïåðåìåí- íûì êîäèðóþùåé êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ, êîððåêòîð êîíúþíêöèé çàïîëíÿåò ïîñëåäîâàòåëüíî äâîè÷íûìè íîìåðàìè âåðøèí êóáà En′′ ðàçìåðíîñòè n′′. Ïîñëåäîâàòåëüíàÿ çàïèñü ñòðîê (ðåãèñòðîâ) ìàò- ðèöû ÅÊÔ âûïîëíÿåòñÿ çà 2ï′ òàêòîâ. Çíà÷åíèÿ ïåðåìåííûõ êîäèðóþùåé êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ ñ÷èòûâàþòñÿ êîððåêòîðîì êîíúþíêöèè èç áëî- êà êîíúþíêöèé (ðèñ. 5), à äâîè÷íûå íîìåðà âåðøèí n′′-ìåðíîãî êóáà En′′ ñ÷èòûâàþòñÿ ñ ìàòðèöû êîíñòàíò, êîòîðàÿ çàïîëíÿåòñÿ ãåíåðàòîðîì ÑÐÃÑ.  áëîêå êîíúþíêöèé êàæäàÿ ïåðåìåííàÿ çàíèìàåò 2 áèòà, ïðè÷åì ëåâàÿ åäèíèöà îòìå÷åííûõ ñâåðõó ïàð áèò ãîâîðèò î íàëè÷èè äàííîé ïåðåìåííîé â êîíúþí- êöèè, à ïðàâûé áèò îòâå÷àåò çíà÷åíèþ ïåðåìåííîé. Îïðåäåëèòåëü ïåðåìåííûõ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé áëîê ìàæîðèòàðíûõ ýëåìåíòîâ (ÌÝ), ÷èñëî êîòîðûõ îïðåäåëÿåòñÿ ÷èñëîì ðåãèñòðîâ (ñòðîê) ìàòðèöû ÅÊÔ è îòâå÷àåò ÷èñëó ðàçðÿäîâ âåðøèí êóáà En′ ÅÊÔ nâ. Íà âõîäû ÌÝ ïîäàþòñÿ çíà÷åíèÿ âûõîäîâ òðèããåðîâ êîíêðåòíîãî ðåãèñòðà, êîòîðûé îòâå÷àåò îäíîé ïåðå- ìåííîé ÈÄÍÔ. Òàêèì îáðàçîì, ÷èñëî âõîäîâ ÌÝ îïðåäåëÿåòñÿ ÷èñëîì âåðøèí n′-ìåðíîãî êóáà En′ ÅÊÔ è ñîñòàâëÿåò 2n′.  ñëó÷àå îøèáîê ïåðåìåííûõ êà- íàëüíûõ êóáîâ En′ ÅÊÔ ÌÝ îïðåäåëÿþò äåéñòâèòåëü- íûå çíà÷åíèÿ ïåðåìåííûõ, ïðè÷åì ðåøåíèå âûíîñèò- ñÿ ïî áîëüøèíñòâó îòíîñèòåëüíî çíà÷åíèÿ êàæäîé ïå- ðåìåííîé, è ñ ïîìîùüþ êîððåêòîðà êîíúþíêöèé âîñ- ñòàíàâëèâàþò çíà÷åíèå ïåðåìåííûõ â ìàòðèöå ÅÊÔ. Äëÿ âûíåñåíèÿ êîððåêòíîãî ðåøåíèÿ ïî áîëüøèí- ñòâó áîëåå ïîëîâèíû èç 2n′ âõîäîâ ÌÝ äîëæíû áûòü ïðèíÿòû áåç îøèáîê, ò. å. ïîðîã âûíåñåíèÿ ðåøåíèÿ Ì îïðåäåëÿåòñÿ ñîãëàñíî ëåììå 2: Ïîðîã âûíåñåíèÿ êîððåêòíîãî ðåøåíèÿ ìàæî- ðèòàðíûì ýëåìåíòîì äîëæåí áûòü õîòÿ áû íà 1 áîëüøå ïîëîâèíû ÷èñëà âñåõ âõîäîâ, êîòîðîå ñîñòàâ- ëÿåò 2n′, òî åñòü M≥2n′�1+1. (11) Íà ðèñ. 6 ïðåäñòàâëåíà ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà îïðå- äåëèòåëÿ ïåðåìåííûõ. Îïðåäåëèòåëü ïåðåìåííûõ âûíîñèò ðåøåíèå ïî êàæäîé èç nâ ïåðåìåííûõ ÈÄÍÔ, êîòîðûå èñïîëüçó- þòñÿ êîððåêòîðîì êîíúþíêöèé äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ êóáà En′ ÅÊÔ â ìàòðèöå ÅÊÔ, è ñîäåðæèò nâ ÌÝ (ïî ÷èñëó ðàçðÿäîâ âåðøèí êóáà En′ ÅÊÔ). ×èñëî âõî- äîâ êàæäîãî ÌÝ ñîñòàâëÿåò 2n′ è îïðåäåëÿåòñÿ ÷èñ- ëîì âåðøèí êóáà En′, ò. å. ÷èñëîì ñòîëáöîâ ìàòðèöû ÅÊÔ. Âûõîä êàæäîãî ÌÝ ïîäêëþ÷àåòñÿ ê ïîñëåäî- âàòåëüíîìó âõîäó ñîîòâåòñòâóþùåé ñòðîêè ìàòðèöû ÅÊÔ ÷åðåç ïåðåêëþ÷àòåëè êîððåêòîðà êîíúþíêöèé. Êîððåêòîð êîíúþíêöèé îñóùåñòâëÿåò ïîñëåäîâà- òåëüíóþ çàïèñü çíà÷åíèé ïåðåìåííûõ êîíúþíêöèè ïî ñòðîêàì ìàòðèöû ÅÊÔ â ðåæèìå êîäèðîâêè, èñïîëü- çóÿ áëîê êîíúþíêöèé, ðåàëèçîâàííûé ïî ñõåìå íà ðèñ. 5, à òàêæå îñóùåñòâëÿåò ïîðÿäêîâîå ââåäåíèå â ìàòðèöó ÅÊÔ äâîè÷íûõ íîìåðîâ âåðøèí êóáà En′′, ìåðíîñòü n′′ êîòîðîãî îïðåäåëÿåò ÷èñëî ñòðîê ìàòðè- öû ÅÊÔ, íå îòâå÷àþùèõ ïåðåìåííûì êîäèðóþùåé êîíúþíêöèè ÈÄÍÔ. Âåðøèíû êóáà En′′ ñ÷èòûâàþòñÿ ñ ìàòðèöû êîíñòàíò, êîòîðàÿ çàïîëíÿåòñÿ ñîãëàñíî ÑÐÃÑ â ñîîòâåòñòâèè ñ åãî ðàçìåðíîñòüþ n′′.  ðå- æèìå êîððåêöèè ïåðåìåííûõ êîíúþíêöèé â ïðèíÿ- òîì êàíàëüíîì êóáå En′ ÅÊÔ êîððåêòîð êîíúþíêöèé èñïîëüçóåò çíà÷åíèå ïåðåìåííûõ, îïðåäåëåííûõ â áëîêå îïðåäåëèòåëÿ ïåðåìåííûõ, ò. å. íà âûõîäàõ ÌÝ â0 1 1, , ..., .nx x x −′′ ′′ ′′ Îáåñïå÷åíèå ðåæèìîâ êîäèðîâêè è êîððåêöèè ïðîèñõîäèò ñ ïîìîùüþ äâóõ ãðóïï ïåðå- êëþ÷àòåëåé Ï′ è Ï. Êàæäûé ïåðåêëþ÷àòåëü èç ýòèõ ãðóïï ðåàëèçîâàí íà ýëåìåíòàõ «ÈËÈ-ÍÅ». Óïðàâëå- íèå ïåðåêëþ÷àòåëÿìè ïðîèñõîäèò ñ èñïîëüçîâàíèåì óïðàâëÿþùèõ âõîäîâ Ì, çíà÷åíèå êîòîðûõ áóäåò ðàçúÿñíåíî ïðè äåòàëüíîì ðàññìîòðåíèè ñòðóêòóð- íîé ñõåìû êîððåêòîðà êîíúþíêöèé, ïðåäñòàâëåííîé íà ðèñ. 7.  êà÷åñòâå ïðèìåðà ðàññìîòðèì ñòðóêòóðíóþ ñõå- ìó êîððåêòîðà êîíúþíêöèé è ìàòðèöû ÅÊÔ, ïðåäñòàâ- ëåííóþ íà ðèñ. 8, âûïîëíåííûõ äëÿ êóáà Å2 ÅÊÔ ñ ÷èñëîì ðàçðÿäîâ âåðøèí nâ=4, êîòîðûå îòâå÷àþò ïå- ðåìåííûì êîäèðóþùåé êîíúþíêöèè x0, x1, x2, x3. Èç ñõåìû âèäíî, ÷òî ìàòðèöà ÅÊÔ èìååò ðàçìåðíîñòü 4×4. ×èñëî ïåðåêëþ÷àòåëåé êàæäîé ãðóïïû ðàâíî 4, è îíè èìåþò ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: 0 1 2Ï , Ï , Ï ,′ ′ ′ â â1 0 1 2 1Ï , Ï , Ï , Ï , Ï .n n− −′ Ãðóïïà ïåðåêëþ÷àòåëåé Ï′ âìåñòå ñ ìàòðèöåé êîí- ñòàíò êóáà En′′, êîòîðàÿ ñîäåðæèò ÷åòûðå 2-ðàçðÿäíûå âåðøèíû, ò. å. n′′=2, ñãåíåðèðîâàííûå â ñîîòâåòñòâèè x3 x2 x1 x0 1 0 0 0 1 1 x3 x2 x1 x0 Ðèñ. 5 0 1 � 2n′�1 M≥2n�1+1 X′′0 ÌÝ0 0 1 � 2n′�1 M≥2n�1+1 X′′nâ�1 ÌÝnâ�1 Ðèñ. 6 Ò åõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 28 Ì È Ê Ð Î Ï Ð Î Ö Å Ñ Ñ Î Ð Í Û Å Ó Ñ Ò Ð Î É Ñ Ò Â À È Ñ È Ñ Ò Å Ì Û 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 Ì′3(Ì′nâ�1) Õ′3(Õ′nâ�1) Õ′3(Õ′nâ�1) Õ3(Õnâ�1) Ï′3(Ï′nâ�1) Ì′2 Ï′2Õ′2 Õ2 Ì′1 Ï′1Õ′1 Õ1 Ì′0 Ï′0Õ′0 Õ0 Õ0 Õ1 Õ2 «0» «1» Ì′2(Ì′nâ�1) Õ3(Õnâ�1) Ï′3(Ï′nâ�1) Ì′′2 Ï′′2Õ′′2 Õ2 Õ2 «0» «1» Ì′′1 Ï′′1Õ′′1 Õ1 Õ1 «0» «1» Ì′′0 Ï′′0Õ′′0 Õ0 Õ0 «0» «1» Õ′′0 Õ′′1 Õ′′2 Õ′′3(Õ′′nâ�1) ''( )n nE E Ìàòðèöà êîíñòàíò õ1 õ1 õ1 õ1 Ðèñ. 7 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 29 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ Ì3 Õ3 Q30 Q31 Q32 Q33 c Õ3 Õ30 Õ31 Õ32 Õ33 c c c Ì2 Õ2 Q20 Q21 Q22 Q23 Õ2 Õ20 Õ21 Õ22 Õ23 Õ1 Õ0 Ì1 Õ1 Q10 Q11 Q12 Q13 Õ10 Õ11 Õ12 Õ13 Ì0 Õ0 Q00 Q01 Q02 Q03 Õ00 Õ01 Õ02 Õ03 Ðèñ. 8 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 30 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ ñ ÑÐÃÑ, îáåñïå÷èâàþò êîäèðîâêó êîíúþíêöèè 3 0 ,x x êîòîðàÿ çàïèñàíà â áëîêå êîíúþíêöèé. Ëåâûé áèò äâóõáèòíîé ÿ÷åéêè, ñîîòâåòñòâóþùåé êîíêðåòíîé ïå- ðåìåííîé, îïðåäåëÿåò íàëè÷èå äàííîé ïåðåìåííîé â êîíúþíêöèè (åñëè áèò ñîäåðæèò åäèíèöó, ýòî îçíà÷à- åò ïðèñóòñòâèå ïåðåìåííîé, è òîãäà ïðàâûé áèò ñî- äåðæèò åå çíà÷åíèå). Çíà÷åíèå óïðàâëÿþùèõ âõîäîâ ïåðåêëþ÷àòåëåé Ì′ îïðåäåëÿåòñÿ çíà÷åíèåì ëåâîãî áèòà áëîêà êîíúþíê- öèé. Ïðè íàëè÷èè â ýòîì áèòå åäèíèöû, à â íàøåì ñëó÷àå ýòî îòâå÷àåò ïåðåìåííûì x3 è x0, çíà÷åíèå óï- ðàâëÿþùèõ âõîäîâ 3 0M M 0,′ ′= = ÷òî îáåñïå÷èâàåò ðàáîòó âõîäîâ x3 è x0. Ïðè ýòîì íà âûõîäàõ x3 è x0 ïåðåêëþ÷àòåëåé Ï′3 è Ï′0 ïîÿâëÿþòñÿ çíà÷åíèÿ ïåðå- ìåííûõ x3=0 è x0=1, ñîîòâåòñòâåííî. Óïðàâëÿþùèå âõîäû Ì′2=Ì′1=1 âûçûâàþò ñðàáàòûâàíèå âõîäîâ õ′2 è õ′1 ïåðåêëþ÷àòåëåé Ï′2 è Ï′1. Çíà÷åíèå âõîäîâ Ì′2 è Ì′1, ðàâíîå 1, îáúÿñíÿåòñÿ íàëè÷èåì íóëåé â ëåâûõ áèòàõ ïåðåìåííûõ x2 è x1, ÷òî ãîâîðèò îá îòñóòñòâèè ýòèõ ïåðåìåííûõ â êîäèðóþùåé êîíúþíêöèè.  ýòîì ñëó÷àå ïî âõîäàì õ′2 è õ′1 áóäóò çàïèñûâàòüñÿ çíà÷å- íèÿ âåðøèí êóáà Å2 (En′′), ÷òî îòîáðàçèòñÿ íà ñîîòâåò- ñòâóþùèõ âûõîäàõ x2 è x1 ïåðåêëþ÷àòåëåé Ï′2 è Ï′1. Çíà÷åíèÿ ïåðåìåííûõ è êîíñòàíò íà âûõîäàõ x3, x2, x1, x0 ïåðåêëþ÷àòåëåé çà 2n′=22=4 òàêòà çàïèñûâà- þòñÿ âî âñå nâ=4 ñòðîêè ìàòðèöû ÅÊÔ, ÷òî ðåàëèçóåò êóá E2 ÅÊÔ êîäîâîé êîìáèíàöèè ÑËÊ çàäàííîé êîíú- þíêöèè .  ðåæèìå êîäèðîâêè êîíúþíêöèé çíà÷åíèÿ óïðàâ- ëÿþùèõ âõîäîâ 3 2 1 0M , M , M , M′′ ′′ ′′ ′′ ïåðåêëþ÷àòåëåé 3 2 1 0Ï , Ï , Ï , Ï′′ ′′ ′′ ′′ ðàâíû 0, ò. å. 3 2 1 0M M M M 0.′′ ′′ ′′ ′′= = = =  ýòîì ñëó÷àå çíà÷åíèÿ ïåðåìåííûõ è êîíñòàíò ïåðåäà- þòñÿ ïî âõîäàì x3, x2, x1, x0 ïåðåêëþ÷àòåëåé Ï′′.  èòîãå âñå ñòðîêè ìàòðèöû ÅÊÔ áóäóò çàïîëíåíû è êóá E2 ÅÊÔ îðãàíèçîâàí. Ïîëó÷åííûé êóá E2 ÅÊÔ, ò. å. êîäîâàÿ êîìáèíàöèÿ ÑËÊ êîíúþíêöèè, â ïàðàë- ëåëüíîì ôîðìàòå ïîñòðî÷íî ïåðåïèñûâàåòñÿ â áóôåð- íóþ ìàòðèöó (ðèñ. 4). Äëÿ çàïèñè äàííûõ â áóôåðíóþ ìàòðèöó èñïîëü- çóþòñÿ âûõîäû òðèããåðîâ ðåãèñòðîâ ñîîòâåòñòâóþ- ùèõ ñòðîê ìàòðèöû ÅÊÔ, ò. å. Q30, Q21, Q32, Q33, �, Q00, Q01, Q02, Q03. Èç áóôåðíîé ìàòðèöû äàííûå ïî- ñòóïàþò â êàíàë îáðàáîòêè.  ðåæèìå êîððåêöèè êîíúþíêöèé â ïðèíÿòîì èç êàíàëà îáðàáîòêè êóáà E2 ÅÊÔ èñïîëüçóþòñÿ çíà÷å- íèÿ ïåðåìåííûõ êîíúþíêöèè, îïðåäåëåííûå â áëîêå îïðåäåëèòåëÿ ïåðåìåííûõ íà âûõîäàõ ÌÝ 0 1 2 3, , , .x x x x′′ ′′ ′′ ′′ Ýòè çíà÷åíèÿ ïîäàþòñÿ íà ñîîòâåòñòâóþùèå âõîäû ïåðåêëþ÷àòåëåé Ï′′. Äàííûå, êîòîðûå ïðèíèìàþòñÿ èç êàíàëà îáðàáîòêè, çàïèñûâàþòñÿ ñíà÷àëà â ïàðàë- ëåëüíîì ôîðìàòå ïîñòðî÷íî â áóôåðíóþ ìàòðèöó ïî âõîäàì x30, x31, x32, x33, �, x00, x01, x02, x03. Ïîòîì ïðèíÿòûå äàííûå ïåðåïèñûâàþòñÿ ïî àíàëîãè÷íûì âõîäàì â ìàòðèöó ÅÊÔ. Äëÿ êîððåêöèè èñïîëüçóþòñÿ òîëüêî òå âõîäû ÌÝ áëîêà îïðåäåëèòåëÿ ïåðåìåííûõ, êîòîðûå ñîîòâåòñòâó- þò ïåðåìåííûì, ïðèñóòñòâóþùèì â êîíúþíêöèè.  íàøåì ñëó÷àå åäèíèöàìè â áèòàõ íàëè÷èÿ ïåðåìåí- íîé â êîíúþíêöèè îòìå÷åíû ïåðåìåííûå x3 è x0 â áëîêå êîíúþíêöèé. ×òîáû ïðèâåñòè êîððåêöèþ çíà- ÷åíèé ýòèõ ïåðåìåííûõ íà ïåðåêëþ÷àòåëè Ï′′ ïîäà- þòñÿ çíà÷åíèÿ âûõîäîâ 3x′′ è 0x′′ ÌÝ áëîêà îïðåäåëè- òåëÿ ïåðåìåííûõ. Äëÿ ýòîãî íà óïðàâëÿþùèå âõîäû 3M′′ (ïåðåêëþ÷àòåëü 3Ï′′ ) è 0M′′ (ïåðåêëþ÷àòåëü 0Ï′′ ) ïîäàþòñÿ ëîãè÷åñêèå åäèíèöû, ÷òî ïðèâîäèò ê ïîä- êëþ÷åíèþ íåîáõîäèìûõ âûõîäîâ ÌÝ 3x′′ è 0 .x′′ Çà 2n′=4 ïîñëåäóþùèõ òàêòà ïîëíîñòüþ êîððåêòèðóþòñÿ ïå- ðåìåííûå x3 è x0 â ìàòðèöå ÅÊÔ. Ïðè ýòîì íà óïðàâ- ëÿþùèå âõîäû 2M′′ è 1M′′ ïåðåêëþ÷àòåëåé 2Ï′′ è 1Ï′′ ïîäàåòñÿ ëîãè÷åñêèé íóëü, ÷òî îáóñëîâëèâàåò êîððåê- òíóþ ïåðåçàïèñü çà 4 òàêòà òåõ ñòðîê ìàòðèöû ÅÊÔ, êîòîðûå íå îòâå÷àþò ïåðåìåííûì êîíúþíêöèè 3 0 .x x  ðåçóëüòàòå êîððåêöèè êóá En′ ÅÊÔ (â íàøåì ñëó÷àå êóá E2) ïîëíîñòüþ âîçîáíîâëÿåòñÿ. Ìàòðèöà ÅÊÔ ñîáðàíà íà ðåãèñòðîâûõ ñòðóêòó- ðàõ ñ èñïîëüçîâàíèåì D-òðèããåðîâ, ïðè÷åì ââîä è âûâîä äàííûõ âîçìîæåí êàê â ïàðàëëåëüíîì, òàê è â ïîñëåäîâàòåëüíîì ðåæèìàõ. Âûâîäû Ðàçðàáîòàíà óíèâåðñàëüíàÿ ìàòðèöà ñòðóêòóðíî- ëîãè÷åñêèõ ïðåîáðàçîâàíèé äèñêðåòíîé èíôîðìàöèè â òåðìèíàõ n-ìåðíîãî êóáà En, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ ïîñòðîåíèÿ åäèíîãî êîäèðóþùåãî ôîðìàòà, êîäîâîé êîìáèíàöèè ñòðóêòóðíî-ëîãè÷åñêîãî êîäà è èñïðàâ- ëåíèÿ îøèáîê ïðåîáðàçîâàíèÿ â êîäîâûõ êîìáèíà- öèÿõ ÑËÊ. Ìàòðèöà ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàíà íà îñ- íîâå ñîâðåìåííûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ïðè ñîîòâåò- ñòâóþùåì ïðîãðàììíîì îáåñïå÷åíèè, ÷òî îïðåäåëÿ- åò âîçìîæíîñòü åå øèðîêîãî èñïîëüçîâàíèÿ â âû- ÷èñëèòåëüíûõ ñòðóêòóðàõ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ íåîáõîäè- ìîé ïîìåõîóñòîé÷èâîñòè îáðàáàòûâàåìûõ äèñêðåò- íûõ äàííûõ. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. ²âàíîâ Þ. Ä., Ïàìïóõà ². Â., Çàõàðîâà Î. Ñ., Æèðîâ Ã. Á. Ìåòîä ñòðóêòóðíî-ëîã³÷íîãî êîäóâàííÿ ³íô³ìóìíèõ äèç�þíêòèâ- íèõ íîðìàëüíèõ ôîðì áóëåâèõ ôóíêö³é â áàçèñ³ êóáó En // Çá. íàóê. ïðàöü ³éñüêîâîãî ³íñòèòóòó Êè¿âñüêîãî íàö³îíàëüí. óí- òó.� 2006.� ¹ 5.� Ñ. 46�49. 2. ˺íêîâ Ñ. Â., Áîðÿê Ê. Ô., ²âàíîâ Þ. Ä., Ñåëþêîâ Î. Â. Ìåòîä ïðåäñòàâëåííÿ äèñêðåòíî¿ ³íôîðìàö³¿ íà îñíîâ³ ³íô³ìóì- íèõ äèç�þíêòèâíèõ íîðìàëüíèõ ôîðì áóëåâèõ ôóíêö³é // Òàì æå.� 2008.� ¹ 11.� Ñ. 90�97. 3. ²âàíîâ Þ. Ä., Ïàìïóõà ². Â., Ïåðåãóäîâ Ä. Î., Çàõàðîâà Î. Ñ. Îñíîâè ðåàë³çàö³¿ ïðèðîäíüî¿ ñòðóêòóðíî-ëîã³÷íî¿ íàäì³ðíîñò³ äèç�þíêòèâíèõ íîðìàëüíèõ ôîðì ïðåäñòàâëåííÿ äàííèõ // ³ñí. Êè¿âñüêîãî íàö³îíàëüí. óí-òó. ³éñüêîâî-ñïåö³àëüí³ íàóêè.� 2007.� ¹ 14.� Ñ. 12�15. 4. ²âàíîâ Þ. Ä., Ïàìïóõà ². Â., Îñèïà Â. Î., Îõðàìîâè÷ Ì. Ì. Óçàãàëüíåíèé ìåòîä ñòðóêòóðíî-ëîã³÷íîãî äåêîäóâàííÿ ³íô³ìóì- íèõ ôîðì ïîäàííÿ áóëåâèõ ôóíêö³é // Çá. íàóê. ïðàöü ³éñüêîâîãî ³í-òó Êè¿âñüêîãî íàö. óí-òó.� 2006.� ¹ 4.� Ñ. 48�53. 5. ˺íêîâ Ñ. Â., ²âàíîâ Þ. Ä., Ïàìïóõà ². Â., Áîðÿê Ê. Ô. Îñîáëèâîñò³ êîðåãóþ÷èõ âëàñòèâîñòåé ñòðóêòóðíî-ëîã³÷íèõ êîä³â // Çàõèñò ³íôîðìàö³¿.� 2007.� ¹ 4 (36).� Ñ. 75�81.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52023
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 2225-5818
language Russian
last_indexed 2025-12-07T18:15:46Z
publishDate 2009
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
record_format dspace
spelling Иванов, Ю.Д.
2013-12-22T20:55:41Z
2013-12-22T20:55:41Z
2009
Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата / Ю.Д. Иванов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 23-30. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
2225-5818
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52023
Показана возможность реализации универсальной матрицы, предназначенной для построения единого кодирующего формата, кодовой комбинации структурно-логического кода и исправления ошибок преобразования в кодовых комбинациях СЛК.
Розроблено універсальну матрицю структурно-логічних перетворень дискретної інформації в термінах n-мірного кубу Eⁿ, що призначена для побудови єдиного кодуючого формату, кодової комбінації структурно-логічного коду (СЛК), і виправлення помилок перетворення в кодо вих комбінаціях СЛК. Матриця може бути реалізована на основі сучасних мікроконтролерів при відповідному програмному забезпеченні, що визначає можливість її широкого використання в обчислювальних структурах для забезпечення необхідної перешкодостійкості дискретних даних, які оброблюются.·
The universal matrix of structural-logic transformations of the discrete information in the terms of n-measuring cube Eⁿ, intended for construction of a uniform coding format, code combination of a structural-logic code (SLC), and correction of mistakes of transformation in code combinations SLC is developed. The matrix can be realized on the basis of modern microcontrollers at the appropriate software, that defines an opportunity of its wide use in computing structures for maintenance of a necessary noise stability of the processable discrete data.
ru
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Микропроцессорные устройства и системы
Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата
Універсальна матриця структурно-логічних перетворень n-мерного кубу Eⁿ єдиного кодуючого формату
Universal matrix of structural-logic transformations of n-measuring cube Eⁿ of uniform coding format
Article
published earlier
spellingShingle Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата
Иванов, Ю.Д.
Микропроцессорные устройства и системы
title Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата
title_alt Універсальна матриця структурно-логічних перетворень n-мерного кубу Eⁿ єдиного кодуючого формату
Universal matrix of structural-logic transformations of n-measuring cube Eⁿ of uniform coding format
title_full Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата
title_fullStr Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата
title_full_unstemmed Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата
title_short Универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба Eⁿ единого кодирующего формата
title_sort универсальная матрица структурно-логических преобразований n-мерного куба eⁿ единого кодирующего формата
topic Микропроцессорные устройства и системы
topic_facet Микропроцессорные устройства и системы
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52023
work_keys_str_mv AT ivanovûd universalʹnaâmatricastrukturnologičeskihpreobrazovaniinmernogokubaenedinogokodiruûŝegoformata
AT ivanovûd uníversalʹnamatricâstrukturnologíčnihperetvorenʹnmernogokubuenêdinogokoduûčogoformatu
AT ivanovûd universalmatrixofstructurallogictransformationsofnmeasuringcubeenofuniformcodingformat