-
Anordnung zur Bildung von Datenblöcken
Die Erfindung
betrifft eine Anordnung zur Bildung von Datenblöcken,
bei der von
einer Zuelle Binärelemente in Serie ausgegeben werden,
die gruppenweise
jeweils in eines von mehreren Schieberegistern
eingespeichert werden.
Die Anordnung weist wenigstens ein Kodierwerk zur Ableitung
von redundanten Binärelementen auf. Die Binär-
elemente einer
Gruppe bilden zusammen mit den aus ihnen abgeleiteten redundanten
Binärelementen einen Datenblock.
-
Oft ist es-notwendig, die von einer Datenquelle ausgegebene
binäre
Information in der Reihenfolge ihrer Ausgabe in Gruppen
zusammenzufassen und jeder Gruppe aus ihrem Inhalt abgeleitete
Redundanz hinzuzufügen. Jede Informationsgruppe bildet dann zusammen
mit ihrer
Redundanz einen Block. Die Bildung von Datenblöcken wird
z.8. zur
blockweisen Datenübertragung vorgenommen. Es ist bekannt,
zur Bil-
dung von Datenblöcken zwei oder mehr getrennte
Register zu verwenden, die nacheinander mit Informationen
gefüllt werden. Zur In-
formationsspeicherung wird
der Ausgang der quelle zyklisch an die
Registereingänge angeschaltet. Jedes
Register enthält im gefüllten
Zustand nur Informationbita.
Zur blockweissen Ausspeicherung der Information werden die Serienausgänge
der Register an die Ausgangsleitung zyklisch angeschaltet. Die
zyklische Umschaltung der Ausgangsleitung erfolgt dabei
so, daß jeweils aus einem gefüllten
und nicht mehr
mit der Quelle verbundenen Register ausgespeächert wird. Diese Methode
der Datenblockbildung ist z.8. beschrieben in
M'T 19 - 1960,
Seite 69.
-
Bei einem derartigen System ist es z.B. möglich,
erst im Augenblick des Ausspeicherns der Information
aus einem der Register die Ab-
leitung der Redundanzbits
vorzunehmen. Das wird durch das Anschal-
ten des Kodierers
an die Ausgangsleitung erreicht. Eine geschlossene
Bitfolge
aus Inforsations- und Redundanzbits in Form eines Blockes
wird
dann dadurch erzielt, daB der Kodierinhalt jeweils unmittelbar
im
AnsehluB an die aus einem Register ausgesendeten Informationebite
ausgesendet wird.
-
Die.Redundanzbite dienen auf der Empfängerseite zur
Fehlererkennung und/oder Fehlerkorrektur von Übertragungsfehlern.
Voraussetzung für eine erfolgreiche Anwendung eines empfangsseitigen
Korrekturverfahrene ist, daßs die dem Kodierer zugeführte Information
Iden-
tisch mit der von der Quelle abgegebenen ist. Wird
auf dem Weg von der
Ciuelle zum Kodierer die Information jedoch
verändert, eo kann auf
der Eapfangeseite durch Korrektur nur die
dem Kodierer zugeführte veränderte Information wiedergewonnen
werden, nicht aber die von
der Quelle abgegebene.
Den
angegebenen Bachteil zu verhindern, ist Aufgabe der Erfindung.
Die Merkaale derselben ergeben sich aus den Ansprüchen, die Vor-
teile
und Einzelheiten derselben aus der Beschreibung und den
Zeichnungen.
-
flach der durch die Erfindung gegebenen technischen
Lehre liegt der
Eodierer unmittelbar an den Ausgang der Quelle,
und die Wahrscheinlichkeit, daß der Kodierer veränderte Informationen
erhält, ist lull. Dies spielt vor allem dann eine Rolle, wenn sehr
lange Blöcke gebildet werden sollen und die Register damit so lang wer-
den,
daß die Wahrscheinlichkeit zur Informationsveränderung-,in
ihnen
nicht ohne weiteres vernachlässigt werden kann.
-
In folgenden werden anhand von Zeichnungen
zwei Ausführungsbeispiele zur Erfindung ausführlich beschrieben. Von den
Zeichnungen :eigen
Fig. 1 das Schaltbild einer Anordnung
zur Eildung von Datenblöcken mit mehreren Registern und eines
Kodierer, Fig. 2 eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Registern
und Kodierern.
-
In beiden Figuren tragen gleiche Teile gleiche
Bezugszeichen. In
ihnen sind alle Taktleitungen gestrichelt und alle
Steuerleitungen strichpunktiert dargestellt.
-
In Yig. 1 ist mit q eine Quelle zur Ausgabe binärer
Information bezeichnet. 11s Quellen können hier alle Einrichtungen betrachtet
werden, die Speichermedien Information entnehmen. Ebenso kann das
Ende
einer Informationsleitung als Quelle angesehen werden. Dies trifft
auch für Ausgabekanäle datenverarbeitender Maschinen zu.
Weiter
sind n Register 111 bis Rn vorgesehen. Diese Register sind
als
Schieberegister ausgebildet. Ihre Eingänge sind durch einen
Schalter SZ
1 mit dem Ausgang der Quelle Q verbandbar. Ihre Aus-
gänge können über
einen Schalter SZ 2 mit einer Ausgangsleitung A
verbunden
werden, über welche die Blöcke an einen Empfänger gesandt werden. Jeder
Block möge i Informationsbits und k Bedundanzbits ent-
halten.
Da in jedem der Register die Informationsbits für jeweils
einen Block
zusammengefaßt werden, hat jedes i Speicherstellen..
-
Die Schaltungsanordnung soll die Fähigkeit haben,-jeweils
die n
zuletzt ausgesendeten Blöcke zu speichern. Auf einen der Schaltungsanordnung
von außen zugeführten Befehl hin müssen diese m Blöcke
wiederholt
werden. Unter der Annahme, daß ein ausgesendeter Registerinhalt
seinem Register unverändert erhalten bleibt und in ein je-
-weile anderes Register Informationen aus der Quelle Q eingespeichert
wird,
ist es also notwendig, insgesamt m + 1 . n Register einzu-
setzen.
Zum Speichern ihrer Inhalte weisen alle Register R 1 bis R n
von ihren
Ausgängen zu ihren Eingängen Rückkopplungsschalter 8 1 bis
$
n auf. Während von der 4uelle Q ein Register mit Informationsbite
gefüllt wird, wird der Inhalt des vor diesem gefüllten Registern
an die Ausgangsleitung A abgegeben.
-
Beim Aussenden eines Registerinhaltes wird der Rückkopplungsschalter
des betreffenden Registers geschlossen, und der Registerinhalt
erfährt
einen Kreisschaft. Wird dagegen in ein Register Information
von der Quelle eingespeichert, so bleibt der. Rückkopplungsschalter
geöffnet und die alte im Register stehende Information geht verloren.
Zur
Steuerung aller Schalter der Anordnung und zur Ausgabe der
Schiebetakte
und Übergabetakte ist eine Steuereinheit SE_vorgegehen. Diese nimmt auch
die Befehle zur nochmaligen Aussendung der
m zuletzt
ausgesandten Blöcke entgegen.
-
Die bisher beschriebene Anordnung aus der 4uelle w#
den Registern R 1 bis R n, der Steuereinheit und den Schaltern
S 1 bis 8 n sowie
die Schalter S Z 1 und S Z 2 ist an sich bekannt.
In folgenden
wird die Durchführung des Erfindungsgedankens erläutert.
Jeder
Block besteht aus Informationsbits und Redundanzbits.
Jedes der
Register R 1 bis R n enthält die Informationsbits
eines Blockes . Zur Ableitung der Redundansbits ist ein Kodierer
K, vorgesehen,
dessen Eingang unmittelbar mit dem Ausgang der Quelle
i4 verbunden
ist. Die des Kodierers führen über Übergabeschal-
ter
D an ein Kodierregister AR, welches ebenso viele Speicherstellen
wie
der godierer ä hat, aufweist. Der Ausgang des godierregisters K
R führt an ein Redundanzschieberegister R 0. Dieses hat a .
k Speicherstellen und weist von seinem Ausgang zu seinem Eingang ei-
nen
Rückkopplungsschalter S 0 auf. Der Ausgang des Kodierregisters H R
ist außerdem mit der Ausgangsleitung A über einen Schalter T 0
verbindbar.
.
-
Gleichzeitig mit dem Einspeichern von i Informationsbits
in eines
der Register R 1 bis R n werden die diesen zugehörigen
Redundanzbits durch den Kodierer K abgeleitet. Ist das betreffende
Register ge-
füllt,, so stehen auch die seinem Inhalt zugehörigen Redundanzbits
im Kodierer. Anschließend wird der Ochalter S Z 1 auf den Eingang
des nächsten Registers geschaltet und der Kodierinhalt durch einen
Übergabetakt
mittels der Schalter D von der Steuereinheit 8 Eher
in das Kodierregister
i R Übertragen. Somit kann der Kodieren
da er nun die zur Kodierung
notwendige Anfangs®tellung wieder ein-
nimmt, die den in das nachfolgende
Register einlaufenden Ihforaationsbits zugehörigen Redundanzbite
ableiten. Nährend das nachfolgen-
de Register gefällt wird,
wird der Inhalt des vorhergehenden Regi-
sters über Schalter
B Z 2 an die Ausgangsleitung A abgegeben. Da
während der Zeit des
Einspeicherns von i Informationsbits in das
nachfolgende Register die
i Informationabite des vorhergehenden Regi>>ters einschließlich ihrer zugehörßgen
k Redundanzbits ausge-
sendet werden müssen, gibt die Steuereinheit
Auaspeicherachiebetakte mit gegenüber der Quellenfrequenz erhöhter
Taktfrequenz ab.
Vereinbarungsgemäß werden die Blöcke so ausgesendet, daß
jeweils
die einem Block zugehörige Information und danach die ihm zugehö-
rige
Redundanz auf die Zeitung gegeben wird. Zum Ausspeiehern
des
Inhaltes des vorhergehenden Registers ist es also lediglich notwendig,
zuerst
i Ausspeichertakte auf dieses Register zu geben, dann den _ Schalter fi
0 zu schließen und auf das Kodierregister K R und das
Redundanzschieberegister
R 0 jeweils k Ausspeiehertakte zu geben.
Dabei bleibt der Schalter
S 0 geöffnet. Somit gelangt der Inhalt
des Kodierregisters ä
R ohne weitere Register oder $ahlreiche Schalterstellen durchlaufen zu
müssen auf die Ausgangsleitung A. Hach erfolgten k Ausspeichertakten
ist das Kodierregister g R leer und
kann die für das
jeweils nachfolgende Register abgeleiteten Redundanzbits vom Kodierer
übernehmen.
-
Da jeweils m Blöcke gespeichert werden sollen, muß
auch die ihnen
zugehörige Redundanz gespeichert werden. Dazu ist das Redundanz-
schieberegister
H 0 vorgesehen. Die Redundanzbits gelangen in den
kment in dieses,
wenn sie ton den äodierregister I R an die Leitung 1 abgegeben
werden. Da das Rsdundanzschieberegister R 0 k . m Spei-
cherstellen
hat und jedem Block k Redundanzbite zugehörig sind,
wird in ihn
die Redundanz, für m Blöcke gespeichert.
-
Nach Auftreten eines Wiederholungsbefehle® wird
der Rückkopplungsschalter 8 0 durch die Steuereinheit 8 E
geschlossen. Nacheinander
werden dann durch diese die Inhalte
der m Register abgegeben. Nach
der Abgabe jeweils eines Registerinhaltes
an die Ausgaageleitung A
wird bei geschlossenen Schalter
T 0 der Inhalt des Redund.antschieberegisters R 0 um h
Stellen in greise geschiftet. Auf diese Art werden die Blöcke in
einfacher Weise wieder zusammengesetzt. Da die
ltöslichkeit
von Mehrfachwiederholungen besteht, werden bei allen
liederholunbsvorgängen
die Rückkoppllingsschalter S 0-- 8 n geschloeneue Für den einfachsten
Fall der Schaltungsanordnung mit nur zwei Registern R 1 und R 2 kann
das Redundanzschieberegistar R 0 entfallen.
Bier ist es lediglich
notwendig, das äodierschieteregister t R rückkoppelbar auszubilden,
aodaß die Redundanz nach ihrer Aussendung für eine mögliche
Wiederholung erhalten bleibt. Yorausaetzung dazu ist
allerdings,
daß eine mögliche Wiederholungsmeldung nach Aussendung des
Inhaltes des ersten Registers noch Ibn dem Beginn der Aussendung
des Inhalts des zweiten Registers an die Steuereinheit 8 E
gelangt.
Anderenfalls würde durch die Übergabe der Redundansbite
des zweiten Registers aus dem todierer a in das Kodierschiebere-
gister
g R der Inhalt des letzteren zerstört und eine Wiederholung der dem ersten Register
zugehörigen Redundanzbits wäre nicht mehr
möglich.
-
Neben dem Vorteil, daß die Information-direkt an den Kodierer
ge-
langt, ohne lange Register durchlaufen zu müssen, und somit
die
Ableitung von Redundanz aus unveränderter Information vorgenommen werden
kann, ergibt sich der wesentliche Vorteil der Schaltungsanordnung, daß auch die
abGeleitete 'iedundanz nicht die unter Umständen sehr langen Register r2
1 bis R n durchlaufen muZ, um die Ausgank,sleituag zu erreichen. Bildlich
gesehen wird diese vielmehr über die Register "hinweggehauen". Dadurch ergibt sich
der weitere-Vorteil der einfachen Gteuerung des Redundanzflusses durch nur einen
Schalter ( T 0 ) und eines sehr geringen Aufwandes an Schaltmitteln für die Gesamtanordnung.
-
Von dem Erfindungsprinzip, die aus der Information
abgeleiteten
Redundanzbits über die Register R 1 bis R n "hinwegzuheben",
wird auch in der Schaltungsanordnung der Fig. 2 Gebrauch gemacht. In Gegensatz
zur Schaltungsanordnung der Fig. 1 ist hier jedem Register ein Kodierer zugeordnet.
Sendet z.B: die %uelle fZ in das Register R 1 Information, so gelangt diese gleichzeitig
an den Kodierer g 1. Das gleiche gilt für alle weiteren Register R 2 bis R n und
für ihre
zugehörigen Kodiercr. Zum Aussenden eines Blockes Werden nacheinander
die Inhalte des betreffenden Registers und seines Kodierers ausgegeben. Dabei muß
der den ausgang des Kodierers mit dem Ausgang des Schieberegisters verbindende Schalter
geschlossen sein. Während des gesamten kusspeichervorgani,es aus einem Register
und seinem Kodierer ist der zugeucrige Rückkopplungsschalter S 1 - S n geschlossen,
aodaß
sowohl die Redundanz als auch die Information erhalten bleibt. In der Phase des
äusspeicherns aus dem Kodierer wird die-ser als Se)iieberegister geschaltet,
da anderenfalls die Redundanz nochmals kodiert Würde. Während der Ausspeicherphase
müssen die Eingänge zusammengehöriger Register und Kodierer entkoppelt sein. Ebenso
ist es auch möglich, die Redundanz im Wiederholungsfall neu abzuleiten. Dann muß
der jeweilige Rückkopplungsschalter S 1 - S n Während der Redundanzaussendung geöffnet
sein.
-
Die bisher angegebenen Anordnungen lassen sich nun in vielfältiger
Weise abwandeln. So ist es z.$. möglich, die Anordnung der Fig. 1 derartig abzuwandeln,
daB das Redundanzschie-beregister in n Einzelspeicher aufgeteilt wird, von denen
jeder die einem Block zugehörige Redundanz aufnehmen kann und einem der Register
zugeordnet ist. Über entsprechende Schalter übernehmen sie ihre Redundanz, und über
weitere Schalter wird jeweils dafür gesorgt, daß eine unmittelbare Ausapeicherung
der Redundanz an den Schalter S Z 2, d.h. an den Ausgang-des betreffenden Registers
möglich ist. Eine derartige Anordnung ist dann derjenigen nach Fig. 2 ähnlich. einer
der Unterschiede ist hierbei dadurch gegeben, daß die in vier rig. 2 gezeichneten
Kodierer K 1 .. K n lediglich Speichereigenschaften haben und der Kodierer
t: samt seines Ko-ierreGia ;ers in Gleicher Art Arie in Figur '! vorhanden
ist.
-
Unter Zuhilfenahme ;weiterer Schalter lassen sich mit der Kenntnis
des Erfindungsgedankens und des bisher Beschriebenen eine Vielzahl von unterschiedlichen
tlusfUhrunLsformen schaffen. Da es sich bei
diesen um fachmännische
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes handelt, werden derartige weitere Lösungen
hier nicht weiter beschrieben. Dazu zählen auch solche Ausführungen, in denen Kodierer
und Register als Ring schaltbar sind und im Wiederholungsfall die Redundanz das
betreffende Senderegister durchlaufen muß, um zur Ausgangsleitung zu gelangen.