DE3227515A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SUMMING PCM SIGNAL SAMPLES - Google Patents

Description

A.D.J.Lipinski - M.R.R.Wadde IL 1-1A.D.J.Lipinski - M.R.R.Wadde IL 1-1

SchaLtungsanordnung zum Summieren von PCM-Signa[probenCircuit arrangement for adding up PCM signals

Die Erfindung betrifft eine SchaLtungsanordnung zum Summieren von PCM-Signa lproben, die gemäß einem digitalen Kompressionsgesetz codiert und als 8-Bit-Worte ausgedrückt sind, wobei das erste Bit das positive oder negative Vorzeichen darstellt, die nächsten drei Bits das Segment der abschnittsweise Iinearisierten Kennlinien bestimmen, in dem das analoge Signal liegt, und die letzten vier Bits die Anzahl gleichgroßer Schritte (bis zu 16) innerhalb dieses Segments festlegen. Eine solche Schaltungsanordnung wird beispielsweise in Fernsprechvermittlungsanlagen verwendet, um Tonsignale auf eine bestehende Verbindung aufzuscha I ten oder um Konferenzverbindungen herzustellen.The invention relates to a circuit arrangement for summing of PCM signal samples encoded according to a digital compression law and expressed as 8-bit words where the first bit represents the positive or negative sign, the next three bits the segment determine the section-wise linearized characteristic curves, in which the analog signal lies, and the last four bits the number of equal steps (up to 16) within define this segment. Such a circuit arrangement is used, for example, in telephone exchanges to convert tone signals to an existing one To open the connection or to make conference connections to manufacture.

Ein in der Telefonie häufig verwendeter PCM-Code besteht in einer kompandier ten Darstellung von 4096 diskreten Werten des Ana LogsignaLs, und zwar gemäß dem durch die CCITT normierten A-Geset-z. Nach diesem werden die einzelnen Sprach- oder TonsignaLproben durch ein aus 8 Bits bestehendes PCM-Wort dargestellt, wobei das erste BitA PCM code often used in telephony consists of a companded representation of 4096 discrete Values of the Ana LogsignaL, in accordance with the CCITT standardized A-law z. After this, the individual Speech or sound samples by one of 8 bits Existing PCM word shown, with the first bit

ZT/Pi-Bk/BlZT / Pi-Bk / Bl

15.07.1982 ./.07/15/1982 ./.

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das Vorzeichen des analogen SprachsignaLs darstellt, die nächsten drei Bits angeben, in welchem von acht aufeinanderfolgenden Wertbereichen oder Segmente der analoge Signalwert liegt, während die Letzten vier diejenige von 16 gleichgroßen Wertstufen innerhalb des in Frage kommenden Segments angeben, in der der analoge Signalwert liegt- Die beiden niedrigsten Segmente weisen die gleiche zahlenmäßige Breite auf und jedesenhält 16 Einheit swert-Stufen, während die weiteren sechs Segmente jeweils um den Faktor 2 breiter als das nächstniedrige Segment sind. Innerhalb eines jeden Segments werden die jeweils 16 Stufen mit den Hexadezimalzahlen 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F bezeichnet.represents the sign of the analog speech signal, the next three bits indicate in which of eight consecutive Value ranges or segments the analog signal value lies, while the last four is the one of 16 equal value levels within the segment in question, in which the analog signal value lies- The two lowest segments have the same numerical width and each contains 16 levels of unit value, while the other six segments each wider by a factor of 2 than the next lower Segment are. Within each segment, the 16 levels with the hexadecimal numbers 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

Lineare arithmetische Operationen können mit solchen Codewörtern nicht ohne weiteres durchgeführt werden, so daß verschiedene Wege bekannt sind, solche codierten Signale zu addieren und subtrahieren. So kann z.B. ein nicht Lineares 8-Bit-Wort in ein lineares 13-Bit-Wort umgewandelt, die jeweiligen13 Bits addiert und danach das Ergebnis wieder in ein 8-Bit-Wort umcodiert werden. PCM-Tonproben können auch aufgescha It et werden, indem programmierbare Festwertspeicher (PROM) eingesetzt werden, für die die zwei 8-Bit-Worte als Adressen verwendet werden und die die im voraus ermittelten Summenwerte enthalten. Das erste Verfahren ist scha Ltungstecbnisch aufwendiger, das zweite Verfahren eignet sich insbesondere zum Addieren einer begrenzten Anzahl verschiedener Tonfrequenzen, da sonst der Speicherplatz bedarf merklich ansteigt.Linear arithmetic operations can be performed with such code words cannot be readily carried out, so that various ways are known to produce such encoded signals to add and subtract. For example, a non-linear 8-bit word converted into a linear 13-bit word, the respective 13 bits added and then the result again be recoded into an 8-bit word. PCM sound samples can also be stored using programmable read-only memories (PROM) can be used for which the two 8-bit words are used as addresses and which the im contain previously determined total values. The first method is technically more complex, the second Method is particularly suitable for adding a limited number of different tone frequencies, otherwise the storage space requirement increases noticeably.

» ti 4* »V « 41 V tf»Ti 4 *» V «41 V tf

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Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine SchaLtungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der sich be Liebige gemäß dem Α-Gesetz kompandier te PCM-SignaL-proben in einfacher und wirtschaft Li eher Weise addieren und subtrahieren Lassen.The invention is based on the object of a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning, with which be Liebige companded PCM signal samples in accordance with the Α law in a simple and economical way, li rather add up and subtract it.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geLöst, daß der 4-Bit-AnteiL eines der zu summierenden PCM-Worte so verschoben wird, daß die Bits mit den entsprechenden Gewichten zueinander ausgerichtet sind, danach eine binäreThis object is achieved according to the invention in that the 4-bit portion of one of the PCM words to be summed in this way is that the bits are aligned with each other with the appropriate weights, then a binary one

Addition durchgeführt und die sich ergebende Summe durch WegLassen den vier niedrigstwertigen Bits gerundet wird; daß der geeignete 3-Bit-Code des Segments und das Vorzeichenbit an die vier nach der Addition und Rundung übrigbLeibenden Bits angefügt werden, und daß dieser 3-Bit-Code im FaLLe eines Übertrags erhöht, oder aber bei einer Subtraktion erniedrigt wird.Addition carried out and the resulting sum by omitting the four least significant bits are rounded; that the appropriate one 3-bit code of the segment and the sign bit the four remaining after addition and rounding Bits are added, and that this 3-bit code in the event of a carry is increased, or is decreased in the case of a subtraction.

VorteiLhafte WeiterbiLdungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet»Advantageous further developments of the invention are in the Characterized subclaims »

Ein AusführungsbeispieL der Erfindung wird im foLgenden anhand der Zeichnung erLäutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown below explained on the basis of the drawing. Show it:

Figur 1 eine der ErLäuterung der Wi rkungswei;se einer erfindungsgemäßen SchaLtungsanordnung dienende TabeLLe mit CodezahLen,undFIG. 1 one of the explanations of the mode of operation Circuit arrangement according to the invention serving table with code numbers, and

Figur 2 eine erfindungsgemäße SchaLtungsanordnung in schemati.scher DarsteLLung.FIG. 2 shows a circuit arrangement according to the invention in schematic representation.

I» m # * φ 4 I » m # * φ 4

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Aus der Tabelle ist eine 13 Segmente aufweisende, stückweise lineare Approximation einer logarithmischen Kennlinie gemäß Α-Gesetz nach CCITT ersichtlich. Ist ein Spannungswert solchermaßen approximiert, so wird er durch einen Binärcode mit 13 Bits dargestellt (Fig. 1). Das Bit Nr. 12 ist das Vorzeichenbit und jedes der anderen Bits Nr. 11 bis Nr. 0 entspricht dem Gewicht oder Wert, der aus der zweiten Zeile ersichtlich ist. Wird ein solcher 13-Bit-Code durch ein 8-Bit-PCM-Wort dargestellt, so hat jedes PCM-Bit, wie bereits angedeutet, einen definierten Wert. Die Kenn Linien-Segmente können sowohl positive als auch negative Werte annehmen.The table shows one that has 13 segments and is piecemeal linear approximation of a logarithmic characteristic according to the CCITT Α law. Is a If the voltage value is approximated in this way, it becomes represented by a binary code of 13 bits (Fig. 1). Bit # 12 is the sign bit and each of the other bits # 11 to # 0 correspond to the weight or value shown on the second line. Such a 13-bit code becomes an 8-bit PCM word shown, each PCM bit has, as already indicated, a defined value. The characteristic line segments can have both positive and negative values.

Durch die PCM-Worte werden tatsächlich sieben Segmente dargestellt. Von diesen Segmenten beginnt Segment Nr. 2 bei dem Wert 64 und endet bei dem Wert 124, da die Stufen in diesem Segment den Wert 4 aufweisen und 16 Stufen vorhanden sind. Der Wert 128 ist der erste Wert des Segments Nr. 3. Entsprechend beginnt Segment Nr. 7 mit dem Wert 2048 und weist 16 Stufen mit der Stufenhöhe 128 auf.The PCM words actually make seven segments shown. Of these segments, segment No. 2 starts at the value 64 and ends at the value 124, as the stages have the value 4 in this segment and there are 16 levels. The value 128 is the first value in the segment No. 3. Accordingly, segment No. 7 begins with the value 2048 and has 16 steps with a step height of 128.

Lediglich Segment Nr. 1 ist anders aufgebaut, es weist 32 Stufen mit einer Stufenhöhe von jeweils 2 auf und beginnt bei dem Wert 0. D.h., daß die zwei niedrigsten Segmente miteinander kombiniert sind.Only segment no. 1 is structured differently, it has 32 steps with a step height of 2 each and starts with the value 0. That means that the two lowest segments are combined with one another.

So stellt beispielsweise der Analogwert 1730 eine analoge Spannung (oder Signal amplitude) dar, die durch einen kennzeichnenden Bereich gleichgroßer Stufen oder Inkremente abgebildet wird. Der Wert "1730" bedeutet somit 1730 Stufen innerhalb dieses Bereichs, wobei derFor example, the analog value 1730 represents a analog voltage (or signal amplitude) represented by a characteristic range of equal steps or Increments is mapped. The value "1730" means thus 1730 steps within this range, with the

:·^: : : ' :'": X 32275Ί5 ^·::: '' ': X 32275Ί5

ti* V « * + w * Wti * V «* + w * W

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tatsächliche Wert festgelegt ist, indem die Stufenhöhe und der Bereich festgelegt werden, im vorliegenden Fall das Segment 6, das von 1024 bis 2048 reicht. Ab dem Anfangswert dieses Segments verbleibt somit ein Rest von 706. Die Stufen dieses Segments betragen jeweils 64 Einheiten, so daß der Rest von 706 hier 11 Stufen mit jeweils 64 Einheiten entspricht, dargestellt durch die Hexadezimalzahl B. Darüberhinaus verbleibt ein Rest von 2,der vernachlässigt wird, da er unterhalb der Auf-Lösung des Segments liegt. Der Spannungswert von 1730 wird somit in kompandierter Form durch die Zahl 6B wiedergegeben. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist (vgl. Zeile 4), wird 6B durch ein Bit 1 an der Stelle des Segments 6 und durch 4 weitere Bits 1011, die dem hexadezimalen Wert 11 entsprechen, dargeste I It.actual value is set by the step height and the range can be specified, in the present case segment 6, which extends from 1024 to 2048. From the This leaves the initial value of this segment with a remainder of 706. The levels of this segment are each 64 units, so the remainder of 706 here 11 levels with 64 units each, represented by the hexadecimal number B. There is also a remainder of 2, which is neglected because it is below the on-resolution of the segment. The tension value of 1730 is thus companded by the number 6B reproduced. As can be seen from Figure 1 (cf. Line 4), 6B is represented by a bit 1 at the position of segment 6 and by 4 further bits 1011, which correspond to the hexadecimal value 11, shown I It.

Entsprechend gibt das PCM-Wort 2F die Werte 124 bis 127 wieder, die innerhalb der Auflösung dieses Segments liegen. Auch hier ist das Bit 1 mit dem Segment Nr. 2 ausgerichtet, um dieses zu definieren, und außerdem legen die Bits 111 die letzte Stufe dieses Segments festAccordingly, the PCM word 2F gives the values 124 to 127 again that are within the resolution of this segment. Here, too, bit 1 is with segment no.2 aligned to define this, and furthermore bits 111 define the last stage of this segment

Bei der zum Addieren von PCM-Worten erforderlichen Genauigkeit ergibt sich, das es ausreicht, lediglich vier Bits zu addieren. Es sei nun die Addition der vorstehend erwähnten PCM-Worte 6B und 2F betrachtet, die aus Fig. 1 ersichtlich sind, wo sie entsprechend der Gewichtung ihrer Bits zueinander ausgerichtet sind. Das Ergebnis der Addition liegt noch innerhalb des selben SegmentsIn the accuracy required to add PCM words if it is enough, only four Bits to add. Let us now consider the addition of the aforementioned PCM words 6B and 2F, which are shown in FIG can be seen where they are according to the weighting their bits are aligned with each other. The result the addition is still within the same segment

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6, da aber die Auf Lösung innerhaLb dieses Segments ledig-Lich 64 beträgt, sind die meisten Bits 2F des Wortes zu vernachlässigen, und es müssen LedigLich die 4 Bits, die die Stufengröße in dem Segment 6 angeben, zu den entsprechenden Bits des Worts 2F addiert werden. Somit ist das Ergebnis der Addition 6B + 2F der Summenwert 6C, wie aus ZeiLe 7 von Figur 1 ersichtLich ist. In einigen FäLLen ergibt die Addition einen überLauf oder übertrag in das nächste Segment. In diesem FaLL ist es erforderlich, die AnzahL Stufen entsprechend der Zunahme zu verschieben (wobei die AnzahL Stufen durch zwei dividiert werden muß).6, since the resolution within this segment is single 64, most of the 2F bits of the word are negligible, and only the 4 bits that indicate the step size in segment 6 must be associated with the corresponding Bits of word 2F are added. Thus the result of the addition 6B + 2F is the sum value 6C, as shown in line 7 of Figure 1 can be seen. In some cases it results the addition of an overflow or carryover to the next Segment. In this case it is necessary to add the number To move levels according to the increase (the number of levels must be divided by two).

Die Subtraktion wird mitteLs der Zweierkomplement-Axithmetik auf eine Addition zurückgeführt. Wird für die Subtraktion das ZweierkompLement der kleineren Zahl gebiLdet, so ist das Ergebnis eine nicht komplementierte Zahl. In Figur 1 ist das Beispiel 6B minus 2F dargestellt, wobei 2F in der Zweierkomplementform geschrieben ist. Hier müssen nur die vier Bits, die die Stufengröße darstellen, addiert werden, um zu 6B minus 2F das hexadezimale Ergebnis 69 zu erhalten, das kleiner als 6C ist.The subtraction is done using two's complement axithmetic traced back to an addition. Used for the Subtraction forms the two's complement of the smaller number, so the result is a non-complementary one Number. In Figure 1, the example 6B minus 2F is shown, where 2F is written in the two's complement form is. Only the four bits that make up the step size need to be here can be added to give 6B minus 2F the hexadecimal result 69, which is less than 6C.

In machen Fällen ergibt die Subtraktion eine Verringerung der Segmentnummer und eine entsprechende Anpassung der Stufenzahl. Manchmal ergibt eine Lineare Subtraktion ein viel kleineres Segment als das größte belegte Segment. Mit der Methode der 4-Bit-Addition ist ein soL-cher Wert nicht genau zu erhalten, da er aber außerhalb der Auflösung der Stufengröße des größten Segments liegt, ergeben sich daraus in der Praxis keine Schwierigkeiten.In some cases the subtraction results in a reduction in the segment number and a corresponding adjustment of the Number of stages. Sometimes a linear subtraction will result in a much smaller segment than the largest occupied segment. With the method of 4-bit addition, there is a similar result The value cannot be obtained precisely, as it lies outside the resolution of the step size of the largest segment This does not cause any difficulties in practice.

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Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß bei Anwendung einer 4-Bit-Addition Einrichtungen zum Durchführen einer geeigneten Verschiebung und zum Bilden des Zweierkomplements der kleineren Zahl erforderlich sind. Diese Einrichtungen können aus einem programmierbaren Festwertspeicher PROM bestehen, dessen Eingänge die folgenden sind:From the above explanations it can be seen that if a 4-bit addition is used, means for carrying it out a suitable shift and to form the Two's complements of the smaller number are required. These facilities can be programmed from a programmable Read-only memories PROM exist, the inputs of which have the following are:

(a) Anzahl Schritte (die vier niedrigstwertigen Bits des PCM-Worts)(a) Number of steps (the four least significant bits of the PCM word)

(b) Anzahl der Bitste I Lungen, um die zu verschieben ist (Anpassen eines Wortes an die Stufenhöhe der größeren Signalprobe)(b) Number of bits I lungs to move around (Adaptation of a word to the step height of the larger signal sample)

(c) ein Signal das angibt, daß das zugeordnete Wort die größere der beteiligten Sprachproben darstellt (keine Handlung vornehmen)(c) a signal indicating that the associated word represents the larger of the speech samples involved (do not take any action)

(d) ein Signal das angibt, daß eine Subtraktion durchgeführt werden muß (Zwei erkomp lement-BiLdung)(d) a signal indicating that a subtraction must be carried out (two complement formation)

(e) ein Signal das angibt, daß das in Segment 1 befindliche Wort benötigt wird, da hier eine leicht unterschiedliche Handlung erforderlich ist.(e) a signal that indicates that the word located in segment 1 is needed, since one is easy here different action is required.

Bei der aus Figur 2 ersichtlichen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung geben die Zahlen neben den verschiedenen Verbindungs Ieitungen an, wieviel Bits jeweils über die Leitung parallel übertragen werden. Die auf den Eingangs Leitungen ankommenden PCM-Worte 1 und 2 werden den Eingängen eines ersten Festwertspeichers PROM 1 sowie zwei weiteren Festwertspeichern PROM 2 zugeführt, die mit dem gleichen Bezugs zeichen versehen sind, da sie die gleichenIn the circuit arrangement according to the invention shown in FIG. 2, the numbers next to the various connection lines indicate how many bits are transmitted in parallel over the line. The incoming PCM words 1 and 2 on the input lines are fed to the inputs of a first read-only memory PROM 1 and two other read-only memories PROM 2, which are given the same reference characters because they are the same

- 11 -- 11 -

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Funktionen durchführen. Diese Funktionen sind wie folgt (die programmierbaren Festwertspeicher werden im folgenden auch Lediglich mit PROM bezeichnet) festgelegt:Perform functions. These functions are as follows (The programmable read-only memories are described below also referred to simply as PROM):

(I) PROM 1 ergibt Addition, Abstand und Segment (II) jedes PROM 2 führt erforderlichenfalls Verschiebung und Zweierkomplement-Bildung durch (III) PROM 3 und PROM 4 verschieben die Tiefe und Schrittweite für das Ausgangssignal.(I) PROM 1 results in addition, distance and segment (II) each PROM 2 results in shifting if necessary and two's complement formation (III) PROM 3 and PROM 4 shift the depth and step size for the output signal.

Es seien nun die Algorithmen dieser PROMs betrachtet, d.h. die fest in sie einprogrammierten Verknüpfungen, auf Grund derer die PROMs die vorgegebenen Funktionen ausführen.Let us now consider the algorithms of these PROMs, i.e. the links programmed into them, due to which the PROMs carry out the specified functions.

PROM 1PROM 1

Dem PROM 1 werden als EingangssignaLe für jedes der zu addierenden PCM-Worte das Vorzeichenbit und die drei Bits zugeführt, die das Segment definieren, in welchem der Wert der Signalprobe Liegt. Die vier Bits, die die Stufe innerhalb des Segmentes definieren, gelangen zu den beiden PROMs 2. Das PROM 1 führt folgende Funktionen durch:The PROM 1 as input signals for each of the adding the sign bit and the three bits which define the segment in which the value of the signal sample lies. The four bits that make up the level within Define the segment, get to the two PROMs 2. The PROM 1 performs the following functions:

(a) Erzeugt eine Zahl, die das (größtes Segment(a) Generates a number that encompasses the (largest segment

kleinstes Segment) definiert, was der Anzahl Bits entspricht, um die das kleinereder beiden PCM-Worte verschoben werden muß, so daß die Stufenbits richtig addiert werden können.smallest segment) defines, which corresponds to the number of bits by which the smaller of the two PCM words must be shifted so that the step bits are correct can be added.

(b) Erzeugt eine Zahl, die den Endwert des größten Segments definiert, und die ggf. im Falle einer Addition erhöht undim Falle einer Subtraktion erniedrigt werden muß.(b) Generates a number that is the final value of the largest segment and which may be increased in the case of an addition and decreased in the case of a subtraction must become.

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(c) Erzeugt gegebenenfa LLs ein Signal, das anzeigt, daß das größte Segment = 7, was zum Steuern eines Übertrags erfordert ich sein kann.(c) If necessary, generates a signal that indicates that the largest segment = 7, which requires I to control a carry.

(d) Erzeugt nach dem VergLeich der Vorzeichenbits(d) Generated after comparing the sign bits

ein SignaL, das anzeigt, ob eine Addition oder eine Subtraktion durchzuführen ist, wobei die Subtraktion über eine ZweierkompLement-Addition ausgeführt wird. Sind die Vorzeichen gLeich, so werden die die Schrittweite definierenden Worttei Le addi ert.a signal indicating whether an addition or a subtraction is to be carried out, the Subtraction via a two's complement addition is performed. If the signs are the same, then so are the parts of the word defining the step size Le added.

Dem PROM 1 zugeordnete äußere LogikschaLtungen dienen dazu, ein SignaL (größtes Segment = kLeinstes Segment) zu erzeugen, das benötigt wird, wenn beide Sprachproben in dem gLeichen Segment Liegen, und/oder gegebenenfa LLs ein SignaL (Wort 1 ist größer aLs Wort 2), das das zu verschiebende Wort festlegt. Hierbei ist das kleinere Wort zu verschieben, wobei dieses SignaL veranlaßt, daß^: das eine oder das andere der beiden PROMs 2 die Verschiebung durchführt.Outer logic circuits assigned to PROM 1 are used to generate a signal (largest segment = smallest segment) that is required if both speech samples are in the same segment and / or possibly a signal (word 1 is greater than word 2) that defines the word to be moved. The smaller word is to be shifted, this signal causing ^: one or the other of the two PROMs 2 to carry out the shift.

Es ist ersichtLich, daß die Funktionen der äußeren Logikschaltung und des PROMs 1 untereinander austauschbar sind. Dies ermöglicht es, bei geeigneter AuswahL der Funktionen ein im HandeL erhältliches gängiges 256 χ 8 - PROM zu verwenden.It can be seen that the functions of the external logic circuit and the PROM 1 are interchangeable. This makes it possible with a suitable selection of the functions a commonly available 256 χ 8 - PROM should be used.

prom 2prom 2

Ist, wie bereits erwähnt, zweimal vorhanden und weist j-eweiLs zwei Eingänge auf. Einem dieser Eingänge wird der die Stufen definierende 4-Bit-Teil eines der zu addierendenAs already mentioned, it exists twice and has j-proteins two entrances. One of these inputs becomes the 4-bit part defining the stages of one of the ones to be added

.::λ."^:*·^:.."^: f -Ο.::.*32275Τ5. :: λ. " ^: * · ^: .." ^: f -Ο. ::. * 32275Τ5

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Worte zugeführt, während der andere Eingang das Ausgangssignal von PROM 1 empfängt, das die vorstehend erläuterte Information enthäLt. Aufgrund dieser Eingangssignale leitet das PROM 1 das bei der Addition zu verwendende 4-Bit-Wort gemäß den folgenden Regeln ab.Words supplied while the other input is the output signal from PROM 1 which contains the information discussed above. Because of these input signals conducts the PROM 1 the 4-bit word to be used for the addition according to the following rules.

(a) Wenn das jeweilige PROM das größere der zu addierenden Wörter verarbeitet, dann ist sein einem Addierer zugeführtes Ausgangssignal gleich den vier Stufenbits des Wortes, und zwar unabhängig von irgend einem anderen Eingangssignal. Zu beachten ist, daß, wenn beide Worte oder Signalproben in dem gleichen Segment liegen/sie für diesen Zweck beide als das jeweils größere Wort betrachtet werden, so daß die Stufenbits unverändert weitergeleitet werden.(a) If the respective PROM processes the larger of the words to be added, then its is fed to an adder Output signal equal to the four step bits of the word, regardless of any other input signal. Note that if both words or signal samples in the same segment lie / they for this purpose both as that respectively larger words are considered, so that the step bits are passed on unchanged.

Cb) Ist das Wort nicht das größere der beiden Worte, dann geschieht folgendes:Cb) If the word is not the larger of the two words, then the following happens:

(I) Wird das Segment (0) angezeigt, das die erste Hälfte von Segment 1 ist, erfolgt eine besondere Verarbeitung. Dies bedeutet, daß die Bits in den Stellen 0 bis 3, die die Stufenanzahl(I) If segment (0) is displayed, which is the first Half of segment 1, special processing takes place. This means that the bits in the digits 0 to 3, the number of steps

kennzeichnen, abgetrennt werden, und das Bit-4, das das Segment darstellt, addiert und auf 0 gesetzt wird. Bei anderen Segmenten muß dieses Bit den Wert 1 haben.identify, be separated, and the bit-4, that represents the segment, added and set to 0. This must be the case for other segments Bit have the value 1.

(II) Wird eine Subtraktion angezeigt, so wird das(II) If a subtraction is displayed, it will be

Zweierkomplement des Wortes erzeugt.Generates two's complement of the word.

(III) Das - vier Bits aufweisende - Wort,.das zu dem PROM 2 gelangt, wird um die angegebene Anzahl(III) The - four bits - word, .that to the PROM 2 is reached by the specified number

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Bits nach Links verschoben, verliert linksseitige Bits und erhält auf der rechten Seite Bits hinzugefügt, und zwar O-Bits im Falle der Addition und 1-Bits im Falle der Subtraktion.Bits shifted to the left, left-sided loses Bits and gets on the right Bits added, namely O bits in the case of the Addition and 1-bits in the case of subtraction.

Das Ausgangssignal des PROMs 2 weist nunmehr eine für eine lineare Addition geeignete Form auf- Diese Addition wird in dem aus der Zeichnung ersichtlichen Addierer Σ, in den die Ausgangssigna Ie der beiden PROMs 2 gelangen, ausgeführt. Dieser Addierer weist ein 5 Bit breites Ausgangssignal auf, und kann damit auch ein Übertragsbit von der vierten Bitstelle aufnehmen, das einem PROM 3 und einem PROM 4 zugeführt wird, deren Funktion nachfolgend erläutert wird.The output signal of the PROM 2 now has a for a linear addition suitable form- This addition is in the adder shown in the drawing Σ, in which the output signals of the two PROMs 2 arrive, executed. This adder has a 5-bit wide output signal on, and can thus also accept a carry bit from the fourth bit position, which is assigned to a PROM 3 and a PROM 4, the function of which is explained below.

PROM 5PROM 5

Dieses PROM übernimmt die sich aus der 4-Bit-Addition ergebenden Summen- und Übertrag-Ausgangssignale, und es erzeugt in Abhängigkeit von anderen von dem PROM 1 empfangenen Eingangssignalen die Stufenbits des Additionsergebnisses. Die dabei von dem Addierer empfangenen Sum- menbits stellen die Stufen-Bits dar, es kann aber erforderlich sein, in Abhängigkeit von den anderen, vom PROM 1 empfangenen Eingangssignalen, eine Verschiebung durchzuführen. Diese wird folgendermaßen ausgeführt:This PROM takes over those resulting from the 4-bit addition Sum and carry output signals, and es generates the step bits of the addition result as a function of other input signals received by the PROM 1. The sum received by the adder menbits represent the level bits, but it may be required be a shift depending on the other input signals received by PROM 1 perform. This is carried out as follows:

Ca) Sind die beiden PCM-Worte gleich und wird eine Addition durchgeführt, so wird die Segment nummer wie erwähnt erhöht, da jedes Segment ein zweimal so großes GewichtCa) Are the two PCM words the same and become an addition carried out, the segment number is as mentioned increased as each segment weighs twice as much

- 15 A.D. J .Lipinski - M.R.R.Wadde 11 1-1- 15 A.D. J. Lipinski - M.R.R.Wadde 11 1-1

wie das ihm unmittelbar vorangehende Segment aufweist. Die die Stufe definierenden Zahlen, und somit die Summe der beiden Worte, wird in einem solchen Fall nach links verschoben. Das höchstwertige Bit, d.h. Bit Nr. 3, entspricht dann dem Übertrags-Bit. Das Ergebnis wird als die Stufen-Bits ausgegeben.as the segment immediately preceding it exhibits. The numbers defining the level, and thus the sum of the two words, in such a case, is left postponed. The most significant bit, i.e. bit no.3, corresponds to then the carry bit. The result is saved as a the level bits are output.

(b) Ist das Übertragsbit 0 und wird eine Addition durchgeführt, oder aber ist das Übertragsbit 1 und eine Subtraktion wird durchgeführt, dann entspricht das Ausgangssignal der Summe.(b) If the carry bit is 0 and an addition is carried out, or else the carry bit is 1 and a subtraction is carried out, then the output signal corresponds to the sum.

(c) Ist eine Addition durchgeführt worden, und hat das Übertragsbit 1 betragen, dann wird die Summe um eine Stelle nach Links verschoben (höchstwertiges Bit = 0).(c) Has an addition been performed, and has that Carry bit 1, then the sum is increased by one Digit shifted to the left (most significant bit = 0).

(d) Bei anderen Varianten als in den vorstehenden Fällen (a)_r (b) oder (c), d.h. bei gleichen PCM-Worten und Subtraktion und übertrag, oder Subtraktion und kein übertrag, wird das Segment durch die Stellung des höchstwertigen 1-Bits in der Summe angezeigt, und somit sind die Stufen-Bits die vier nachfolgenden Bits (mit O-Bits aufzufüllen).(d) In the case of other variants than in the above cases (a) _r (b) or (c), i.e. with the same PCM words and subtraction and carry, or subtraction and no carry, the segment is represented by the position of the most significant 1- Bits displayed in the sum, and thus the level bits are the four subsequent bits (to be padded with O bits).

(e) Zusätzlich zu dem Vorstehenden tritt dann ein übei— lauf auf, wenn sich eines der PCM-Worte in dem Segment befindet, eine Addition durchgeführt wird und entweder das Übertragsbit 1 ist oder die beiden Worte gleich sind (beide befinden sich in Segment 1). In diesem Fall wird das Ausgangssignal durch F ersetzt, d.h. die Stufenbits sind gleich 1.(e) In addition to the above, an additional run up if one of the PCM words is in the segment, an addition is performed and either the carry bit is 1 or the two words are the same (both are in segment 1). In this case it will the output signal is replaced by F, i.e. the step bits are equal to 1.

A.D.J .Lipinski - M.R.R.WaddeL I 1-1A.D.J. Lipinski - M.R.R.WaddeL I 1-1

PROM 4PROM 4

Dieses PROM erhält die meisten EingangssignaLe des PROMs und zusätzlich den Segmentwert des größten PCM-Worts, und erzeugt die Segmentbits für das Additionsergebnis. Es tut dies nach folgenden Regeln:This PROM receives most of the input signals from the PROM and additionally the segment value of the largest PCM word, and generates the segment bits for the addition result. It does this according to the following rules:

(a) Sind die beiden Worte gleich und wird eine Addition durchgeführt, dann ist das Ausgangssignal, d.h. die Segmentnummer der Summe, gleich dem Eingangssegment plus 1, und zwar bis zu einem maximalen Wert von 7.(a) Are the two words the same and become an addition carried out, then the output signal, i.e. the segment number the sum, equal to the input segment plus 1, up to a maximum value of 7.

(b) Ist das Übertragsbit 0 und ist eine Addition durchgeführt worden, oder ist das Übertragsbit 1 und eine Subtraktion ist durchgeführt worden, dann ist das Ausgangssignal gleich dem Eingangssegment.(b) If the carry bit is 0 and an addition has been performed, or the carry bit is 1 and a subtraction has been carried out, then the output signal is equal to the input segment.

(c) Ist eine Addition durchgeführt worden und war das Übertragsbit 1, dann ist das Ausgangssignal gleich dem Eingangs-Segment plus 1, bis zu einem Höchstwert von(c) If an addition has been carried out and the carry bit was 1, then the output signal is equal to that Input segment plus 1, up to a maximum of

(d) Andernfalls wird die Summe durch die Stellung des höchstwertigen 1-Bits in der Summe und das Eingangssegment angegeben, das Ausgangssignal entspricht der Differenz zwischen den beiden und ist gleich 0,wenn die Summe 0 ist.(d) Otherwise, the total is determined by the position of the most significant 1 bits in the sum and the input segment indicated, the output signal corresponds to the difference between the two and equals 0 if the Sum is 0.

Bei Falleu, bei denen eine Segmentänderung durchgeführt werden muß, tritt bei den Subtraktionen ein Fehler auf, aber dieser Fehler ist kleiner als die Auflösung des größten PCM-Wortes bei der Subtraktion, so daß er normalerweise keinen Einfluß hat.In case u, in which a segment change has to be made, an error occurs in the subtractions, but this error is smaller than the resolution of the largest PCM word in the subtraction, so that it normally has no effect.

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Claims (4)

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC
CORPORATION
NEW YORKINTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC
CORPORATION
NEW YORK A.D.J.Lipinski - M-. R . R. Wadde L L 1-1A.D.J. Lipinski - M-. R. R. Wadde L L 1-1 PatentansprücheClaims SchaLtungsanordnung zum Summieren von PCM-Signalproben, die gemäß einem digitalen Kompressionsgesetz
codiert und aLs 8-Bit-Worte ausgedrückt sind, wobei das erste Bit das positive oder negative Vorzeichen d a r stellt, die nächsten drei Bits das Segment der abschnittsweise Iinearisierten Kennlinie bestimmen, in dem das
analoge Signal liegt, und die letzten vier Bits die Anzahl gleich großer Schritte (bis zu 16) innerhalb dieses Segments festlegen, dadurch gekenn-Circuit arrangement for summing PCM signal samples according to a digital compression law
are coded and expressed as 8-bit words, where the first bit represents the positive or negative sign, the next three bits determine the segment of the segment-wise linearized characteristic curve in which the
analog signal, and the last four bits define the number of equally large steps (up to 16) within this segment, thereby identifying zeichnet, daß der 4-Bit-Anteil eines der zuindicates that the 4-bit part is one of the to summierenden PCM-Worte so verschoben wird, daß die Bits
mit entsprechenden Gewichten zueinander ausgerichtet
sind, danach eine binäre Addition durchgeführt und die
sich ergebende Summe durch Weglassen der vier niedrigstwertigen Bits gerundet wird; daß der geeignete 3-Bit-summing PCM words is shifted so that the bits
aligned with each other with appropriate weights
are, then a binary addition is carried out and the
the resulting sum is rounded by omitting the four least significant bits; that the appropriate 3-bit Code des Segments und das Vorzeichenbit an die vier nach der Addition und Rundung übrig bleibenden Bits angefügt
werden, und daß dieser 3-Bit-Code im Fall eines Übertrags erhöht, oder aber bei einer Subtraktion erniedrigt wird.The code of the segment and the sign bit are added to the four bits remaining after addition and rounding
and that this 3-bit code is increased in the case of a carry or decreased in the case of a subtraction. ZT/Pi-Bk/BlZT / Pi-Bk / Bl 15.07.1982 ./07/15/1982 ./ A.D.J.Li pi nski - M.R.R.WaddeLL 1-1A.D.J.Li pi nski - M.R.R.WaddeLL 1-1 2. SchaLtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu summierenden Proben mehreren Festwertspeichern (PROM 1 bis 4) zugeführt werden, und daß in einem ersten dieser Festwertspeicher (PROM 1) festgestellt wird, ob die Vorzeichen der beiden Signale übereinstimmen, und, falls sie nicht übereinstimmen,das negative Signal in sein Zweierkomplement umgewandelt und danach zu dem anderen Signal summiert wird.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the samples to be summed are fed to several read-only memories (PROM 1 to 4), and that in a first of these read-only memories (PROM 1) it is determined whether the signs of the two signals match, and if they do not match, that negative signal converted into its two's complement and then summed to the other signal. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß,um die Verschiebung des 4-Bit-Antei Is durchführen zu können, zwei Festwertspeicher (PROM 2) vorgesehen sind, die jeweils eine der zu summierenden Proben, aufnehmen, und daß durch ein in dem ersten Festwertspeicher (PROM 1) gegebenenfalls erzeugte Steuersignal einer der beiden Festwertspeicher (PROM 2) zu einer ZweierkompLementbiIdung der ihm zugeführten Signalproben veranlaßt wird.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that that in order to shift the 4-bit proportion Is to be able to carry out two read-only memories (PROM 2) are provided that each record one of the samples to be summed, and that by one in the first read-only memory (PROM 1) possibly generated control signal to one of the two read-only memories (PROM 2) a two's complement formation of the signal samples supplied to it is initiated. 4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:4. Circuit arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that it comprises: a) einen ersten Festwertspeicher (PROM 1), dessen Eingängen die vier ersten Bits der zu summierenden PCM-Worte zugeführt werden;a) a first read-only memory (PROM 1), the inputs of which the first four bits of the PCM words to be summed are supplied; b) zwei zweite Festwertspeicher (PROM 2), dessen Eingängen die restlichen vier Bits jeweils eines der beiden PCM-Worte sowie die Ausgangssignale des ersten Festwertspeichers (PROM 1) zugeführt werden;b) two second read-only memories (PROM 2), their inputs the remaining four bits of one of the two PCM words and the output signals of the first read-only memory (PROM 1) are supplied; c) eine die 4-Bit-Ausgangssigna Ie der beiden zweiten Festwerspeicher summierende Addierschaltung (Σ) undc) one of the 4-bit output signals Ie of the two second Adding circuit (Σ) and -Z--Z- A.D.J.Lipinski - M.R.R.WaddeL I 1-1A.D.J.Lipinski - M.R.R.WaddeL I 1-1 d) einen dritten und einen vierten Festwertspeicher (PROM 3 und PROM 4), in die die AusgangssignaLe des ersten Festwertspeichers (PROM 1), einschLießlich eines übertragungsbits, und der AddierschaLtung (Σ) eingegeben und von denen aLs AusgangssignaLe die Stufenbits bzw. die Segmentbits des Summationsergebnisses ausgegeben werden.d) a third and a fourth read-only memory (PROM 3 and PROM 4) into which the output signals of the first read-only memory (PROM 1), including a transmission bit, and the adding circuit (Σ) entered and of which as output signals the Step bits or the segment bits of the summation result are issued.