JPH07509823A - ストリングリバーサル機構を具備した単一クロックサイクルデータ圧縮装置／圧縮解除装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ストリングリバーサル機構を具備した単一クロックサイクルデータ圧縮装置／圧 縮解除装置 光脚立公Ｍ この発明は、データの圧縮及び圧縮解除の分野に関する。より具体的には、この 発明は、ストリングテーブルを有する適応体系（ａｄａｐｔｉｖｅ　ｓｃｈｅｍ ｅ）を用いてデータを圧縮するデータ圧縮装置に関し、圧縮は、圧縮されるべき データの内容に依存する。

ル匪皇宜遣 データ圧縮は、冗長さを含んだデータブロックを格納するとき又は伝送するとき に用いられる技術である。このようなデータブロックを圧縮することにより、特 定のデータブロックによってキャリーされる情報量を減らすことなく、その有効 サイズを著しく小さくすることができる。データ圧縮により、データブロックを 格納するのに必要なメモリ量と、そのデータブロックを伝送するのに必要な伝送 時間は減少するから、格納又は通信されるべき情報の密度は増加する。データ圧 縮装置を評価するのに３つの重要な特性があり、それらは、圧縮装置はどのよう に効率的か、圧縮装置はどのように速いが、そしてエラーなしにデータブロック を完全に再生できるがである。

データ圧縮装置の効率は、圧縮比と呼ばれる量で測定され、圧縮比は未圧縮キャ ラクタ−の数を圧縮キャラクタ−の数で除算することにより計算される。圧縮比 が高くなるほど、圧縮データの密度は大きくなる。圧縮比２は、圧縮後のキャラ クタ数が圧縮前のキャラクタ数の半分であることを意味する。

データの圧縮装置（ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）のもう１つの重要な特性は、圧縮解 除装置（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）からの出力が、元の入力とどのように密接 に整合するかである。圧縮技術は、無損失（ｌｏｓｓｌｅｓｓ）と損失（ｌｏｓ ｓｙ）に細分化されることができる。無損失法は、圧縮データから元のデータを 正確に再構成することができる。無損失法は、テキスト圧縮アプリケーション又 はデータを元の状態に完全に復元することが重要なその他のアプリケーションに 最も適している。損失法は、圧縮及び圧縮解除中、何らかのエラー発生を許容す る。この種の方法は、例えばデジタル的にサンプリングされたアナログデータの ように、良好な近似で十分な場合に用いられる。

データ圧縮装置の速度も、非常に重要な特性として考慮される。コンピュータと 対話する装置は、システムの中でボトルネックを生ずることなく、コンピュータ を効率良く機能させることができるように十分高速でなければならない。システ ムにとって利益あるものとするためには、圧縮装置はその動作速度を低下させる ことなくコンピュータと対話できなければならない。

データを圧縮するのに用いられる技術は数多くある。

最も一般的な方法の１つに、ハフマン符号化方式がある。

これは、入力データの固定サイズピースを可変長シンボルに翻訳する。頻繁に使 用されるシンボルは短符号によって表わされ、使用頻度の少ないシンボルは長符 号によって表わされる。この技術を用いるために、データ中における各シンボル の出現（ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ）頻度は、圧縮の前に知られていなければならな い。もしブロックの特性が予め知られていないとき、各シンボルの頻度をめるに は、圧縮される前にデータブロックを一度検査しなければならない。次に、各シ ンボルの頻度がめられた後、各シンボルの符号が生成され、データは圧縮され、 格納された各符号はその特定のシンボルを表わしている。

データ圧縮のもう１つの一般的な方法は、適応圧縮（ａｄａｐｔｉｖｅ　ｃｏｍ ｐｒｅｓｓｉｏｎ）であり、これは辞書ベース圧縮と称されることもある。適応 圧縮はシンボルストリングの空テーブルから開始し、データが圧縮されるときに テーブルを作成するから、ストリングテーブルの内容が特定のデータブロックの 特性を反映することになる。この方法を用いると、シンボルストリングを表わす のに必要なビット数が、繰返しシンボルストリングの平均長よりも少ないとき、 １以上の圧縮比を達成することができる。

この種の適応圧縮体系は、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｆ ｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏｒｙ、　Ｖｏｌ、２４．　Ｎｏ、５．ｐｐ、５３０ −５３６（１９７８年９月）の「可変速度符号化を介する単一シーケンスの圧縮 」と題する文献の中で、ジャコブ・ジブ及びアブラハム・レンベルにより紹介さ れた。この方法は、圧縮装置に入力されるとき、データからシンボルストリング のテーブル又は辞書を作成する。そして、特定ストリングが出会う次の時、その 対応辞書インデックスは、シンボルストリングの代わりに伝送される。この圧縮 体系は、ＬＺ７８と称されるもので、圧縮を実行するために、そのデータに関し てワンパスだけ必要とする。

１９８４年、テリー・ウエルチは、ＩＥＥＥ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、　Ｖｏｌ、１ ７、　Ｎｏ、６．　ｐｐ８−１９（１９８４年６月）の「高性能データ圧縮のた めの技術」と題する文献の中で、ＬＺ７８の手順を変えることを提案した。この データ圧縮の体系は、ＬＺＷアルゴリズムと称され、これもまた、データに関し てワンパスだけ必要とする。それはテーブルの周辺に編成され、キャラクタのス トリングから構成され、ここで各ストリングは固有のものである。各ストリング は、先の入力の中でこのように遠くで見られた最長マツチングストリングと、こ のストリングを先行ストリングと区別させる１バイトを表わす固定長符号によっ て参照される。各ストリングは、ストリングが入力される時に決定された次の使 用アドレス（ｎｅｘｔ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　ａｄｄｒｅｓｓ）のテーブルに格 納される。

圧縮装置の中にデータが入力されるとき、圧縮装置はシンボルをストリングにバ ーズする“。前述したように、各ストリングは、先の入力の中で遠く見られる最 長マツチングストリングと、このストリングを先のストリングと区別させる１シ ンボルとから構成される。これらのストリングは次に、テーブルに加えられ、ω にとしてコード化される。ここで、ωは先のストリングのインデックス、つまり プレフィックスであり、Ｋはこのストリングを先のストリングと区別させる１シ ンボルである。Ｋはプレフィックスストリングωの拡張キャラクタと呼ばれ、そ の正常２進表示により表わされる。テーブルの中に格納されるストリング毎に、 そのプレフィックスωもまたテーブルの中に格納される。プレフィックスωは、 テーブル内のそのアドレスの２進表示によって表わされる。

ωを表わすのに用いられるビットの数は、使用されるべきテーブルのサイズに依 存する。例えば、テーブルが４０９６のエントリまで保持できるようにする場合 、ωを表わすために１２個のビットを必要とする。ストリングテーブルは、その 初期アドレスの中に単一シンボルのストリングを全て収容するために、初期化さ れる。この初期化はデータ圧縮をより速く行なえる。その理由は、ストリングテ ーブルは少なくとも２個のキャラクタ−長であるストリングを作り始めるので、 それらが入力されるとき、単一シンボルのストリングを格納しなくてもよいから である。

この技術を表わすアルゴリズムについて、ウエルチは次のように記載している。

工ｎ１ｔ−ｉａｌｉｚｅ　ｔａｂｌｅ　ｔｏ　ｃｏｎＬａｉｎ　ｓｉｎｇｌｅ− ｃｈａｒａｃｊｅｒ　ｓｔｒｉｎｇｓ。

Ｒｅａｄ　ｆｉｒｓｔ　１ｎｐｕｊ　ｃｈａｒａｃヒｓｒ　−−＞　ｐｒｅｆｉ ｘ　ｓｔｒｉｎｇ　ｂＳｔｅｐ：　Ｒｅａｄ　ｎｅｘｔ　１ｎｐｕｔ　ｃｈａｒ ａｃｔｅｒ　Ｋ工ｔ　ｎｏ　５ｕｃｈ　Ｋ（ｉｎｐｕｔ　ａｘｈａｕｓｔａｄ） ：ｃｏｄｅ（１１−−＞ｏｕｔｐｕｔ；　ＥＸ工Ｔ工ｆ　ｂＫ　ｅｘｉｓｔ、ｓ 　ｉｎ　ｓｔｒｉｎｇ　ｊａｂｌａ：ｋＫ−−＞ｋ：　ｒｅｐｅａヒ　５ｔｅｐ ｅｌｓｅ　ｂＫ　ｎｏヒ　ｉｎ　ｓｔ、ｒｉｎｇ　ｔ＋ａｂｌｅ：ｃｏｄｅ（勘 ）−−＞ｏｕヒｐｕｔ； ｂｘ−−＞　ｓｔｒｉｎｇ　ｔａｂｌｅ；ｘ−−＞　ｒａ；　ｒｅｐｅａヒ　５ ｔｅｐ。

単一キャラクタのストリングを収容するためにテーブルを初期化する。

最初の入力キャラクタを読む　−〉プレフィックスストリングω ステップ二次の入力キャラクタＫを読むもし、Ｋかない場合（入力を使い尽くし た）：コード（ω）−〉出力；ＥＸＩＴ もし、ωＫがストリングテーブルの中に存在する場合− ωに−〉ω；ステップを繰り返す 他にωＫがストリングテーブルの中にない：コード（ω）−〉出力； ωに−〉ストリングテーブル； に−〉ω；ステップを繰り返す このアルゴリズムは、入力されたデータから、一度に１キヤラクタずつ、ストリ ングを作成する。もし、ストリングωＫが既にストリングテーブルの中に存在す るとき、そのロケーションはωの中にブレイス（ｐｌａｃｅ）され、次のキャラ クタＫが加えられて、新しいストリングωＫを作成する。この新しいストリング ωＫが、ストリングテーブルの中に既に存在する場合、そのロケーションはωの 中にブレイスされ、次のキャラクタには加算されて、新しいストリングωＫを作 成する。このプロセスは、ストリングがストリングテーブルの中に見つからなく なるまで続けられる。ストリングがストリングテーブルの中に見つからない場合 、ωが出力され、ωにはストリングテーブル内の次の使用アドレスに格納され、 Ｋは次にωに格納される。その結果、次のストリングωには、格納された最後の ストリングの拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）キャラクタから開始する。

このアルゴリズムがどのように作業するかについて、”ａｂｃｂｃａｂ”のデー タフローを圧縮する簡単な例を用いて説明する。この例はテーブル１に示されて おり、入力コード、出力コード及びストリングテーブルが示されている。図１は 、この例から構成されるストリングテーブルのトリー表示（ｔｒｉｅ　ｒｅｐｒ ｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）である。この例で使用されるキャラクタは、３種類の異 なるキャラクタだけであり、”ａ”はロケーション”１”に、”ｂ”はロケーシ ョン”２“に、”Ｃ”はロケーション”３”に夫々格納されるように、ストリン グテーブルは初期化されることができる。入力データの第１キヤラクタのロケー ション”ａ”が読まれ、ωの中に配置される。次のキャラクタ”ｂ”が読まれ、 その２進表示がＫにブレイスされ、”ａ”と”ｂ”は−緒になってストリングω Ｋを表わし、これは”１ｂ“に等しい。ここで、テーブルはストリング１ｂ”に 対して検索される。このストリングはストリングテーブルの中にまだ存在しない ため、テーブル内の次の使用アドレス”４”に格納される。プレフィックスωは 圧縮装置から出力され、メモリ内の圧縮データの一部として格納されるか、或は 他のコンピュータに伝送される。

Ｋに格納されたキャラクタのアドレスは、このとき、”ｂ”となっており、”ｂ ”はωに格納される。このときのωは−２”に等しいことを意味する。次のキャ ラクタ”Ｃ”はＫに格納され、ωには２ｃ”に等しい。テーブルは、次に、また 存在しないこのストリング２ｃ”に対して検索される。このストリングはまだ存 在しないため、次の使用アドレス”５”に格納される。プレフィックス”２”は 、次に出力され、圧縮データの一部として伝送又は格納されるようにする。この とき、Ｋに格納されたキャラクタのアドレスは”Ｃ”となっており、”Ｃ”はω に格納され、ωは”３”に等しい。次のキャラクタ−”ｂ”が読み出されて、Ｋ に格納される。このどき、ωには”３ｂ”に等しい。

このストリングはまだ存在しないから、それは次の使用アドレス”６′に格納さ れる。プレフィックス”３”が出力され、Ｋに格納されたキャラクタのアドレス はωに格納される。次のキャラクタ”Ｃ”はＫに格納され、このときωには”２ ｃ”に等しい。ストリングテーブルはこのストリングに対して検索され、それは ロケーション”５”で見つけられる。このロケーションは次にωに格納され、次 のキャラクタ”ａ”が読まれてＫに格納される。これは、ωＫが”５ａ“に等し いことを意味する。テーブルは次に、このストリングに対して検索される。それ はストリングテーブルにまだ存在しないから、次に使用可能なロケーション”７ ”に格納される。プレフィックス”５”は、次に出力され、Ｋに格納されたキャ ラクタのロケーションは、ωに格納され、次のキャラクタ”ｂ“はＫに格納され る。

このとき、ωには”１ｂ“に等しい。テーブルは次に、このストリングに対して 検索され、それはロケーション４で見つけられる。このロケーションはωに格納 される。

データフローに次のキャラクタはないから、ωが出力され、圧縮は終了する。

人力シンボル　ａｂｃｂｃａｂ 出力コード　１２３　５　４ ストリングテーブル　ロケーション　三二上豆テーブル１：圧縮例は、添付のス トリングテーブルを用いて５個の出力コードまで圧縮された７ビツトの入力スト リームを示している。

上記の例は、７個のキャラクタ“ａｂｃｂｃａｂ“のデータフローをとったもの で、それを５個の出力キャラクタ”１２３５４”に圧縮した。ストリングテーブ ルに伴って、５個の出力キャラクタは、７個の入力キャラクタを完全に表わして いる。この例に示されるように、データブロックが増すにつれて、圧縮比は改善 される。最初の３個のキャラクタの圧縮比は１であり、７個のキャラクタ全部に 対する圧縮比は７１５つまり１．４である。この比率は、データブロックがより 多くのキャラクタに拡張されるにつれて更に改善される。

圧縮解除は、出力コードのグループがそれらのストリングテーブルを伴う限り、 出力コードグループのＬＺＷアルゴリズムを用いて達成することができる。圧縮 解除を行なう間、コードが圧縮装置から出力されたとき圧縮解除装置はコードを 採用し、各コードをそのプレフィックスと拡張キャラクタに翻訳する。拡張キャ ラクタが出力され、プレフィックスによって表わされたロケーションに格納され たストリングはそのプレフィックスと拡張キャラクタに分離される。このプロセ スは、プレフィックスが単一シンボルのストリングを含むまで続けられる。

これが起こるとき、シンボルは出力され、次のコードがメモリから読み出される 。それはそのプレフィックスと拡張キャラクタに分離される。拡張キャラクタは 次に出力され、プレフィックスによって表わされたロケーションに格納されたス トリングは、そのプレフィックスと拡張キャラクタに分離される。このプロセス は、圧縮解除されるべきコードがなくなるまで続けられる。

圧縮解除装置は、ストリングを探索するために、圧縮装置により作成されたスト リングテーブルと同じストリングテーブルを用いる。コードが翻訳されるとき、 圧縮解除装置は、圧縮装置のストリングテーブルと同一であって、装置固有のス トリングテーブルを作成する。各々の新しいコードが受信されると、ストリング テーブルは更新（ｕｐｄａｔｅ）される。ウエルチは、圧縮解除アルゴリズムを 次のように記載している。

Ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ：　Ｒｅａｄ　ｆｉｒｓｔ　１ｎｐｕヒ　ｃｏｄｅ 　−−＞　Ｃ０ＤＥ　−−＞０ＬＤｃｏｄｅ；ｗｉｔｈ　Ｃ０ＤＥ＝ＣＯｄｅ（ Ｋ）、Ｋ−＞　０ｕｊｐｕＬ；Ｎａｘｔ　Ｃｏｄｅ：　Ｒｅａｄ　ｎｅｘｔ　１ ｎｐｕｔ、　ｃｏｄｅ　−−＞　Ｃ０ＤＥ−−＞１ＮＣＯｄｅ　；工ｆ　ｎｏ　 ｎｅｗ　ｃｏｄｅ；　ＥＸ工’Ｌ　ｅｌｓｅ：Ｎｅｘｔ：、Ｓｙｍｂｏｌ：　工 ｆ　Ｃ０ＤＥ＝ｃｏｄｅ（ｂＫ）：　Ｋ　−−＞　ｏｕｔｐｕし；ｃｏｄｅ（＆ ）　−−＞　Ｃ０ＤＥ； Ｒｅｐｌｉ！ａｍ　ＮａＸｔ　ＳｙｍｂｏｌＥｌｓｅ　ｉｆ　Ｃ０ＤＥ＝ｃｏｄ ｅ（Ｋ）：　Ｋ　−−＞　ｏｕヒｐｕｔ；０ＬＤｃＯｄｅ；　Ｋ　−−＞ｓｔ、 ｒｉｎｇ　ｔ、ａｂｌａ；工Ｎｃｏｄｅ　−−＞　０ＬＤｃｏｄｅ＋Ｒｅｐｅａ ｔ　Ｎｅｘｔ　Ｃｏｄｅ。

圧縮解除：最初の入力コードを読む−＞　Ｃ０ＤＥ−ＯＬＤｃｏｄｅ　；　Ｃ０ ＤＥ＝　ｃｏｄｅ（Ｋ　）で、に−＞出力；次のコード二次の入力コードを読む −＞　Ｃ０ＤＥ−＞　ＩＮｃｏｄｅ　； 新しいコードがない場合；　ＥＸＩＴ。

他； 次（Ｄ　’／　ンボル：　Ｃ０ＤＥ＝　ｃｏｄｅ（ωＫ　）のとき：に−＞出力 ； ｃｏｄｅ（ω）−＞　Ｃ０ＤＥ　； 次のシンボルを繰り返す 他に、Ｃ０ＤＥ　＝　ｃｏｄｅ　（Ｋ　）のとき二に−〉出力； ０ＬＤｃｏｄｅ　；　Ｋ−−＞ストリングテーブル； ＩＮｃｏｄｅ−−＞　０ＬＤｃｏｄｅ　；次のコードを繰り返す 上記のアルゴリズムには２つの問題がある。第１の問題は、各ストリング内の文 字が圧縮解除されるとき、圧縮装置に入力された順序（ｏｒｄｅｒ）と逆の順序 で出力されることである。第２は、圧縮解除の際、エラーを生じさせる異常事態 である。このエラーが起こるかもしれないのは、第２のストリングが圧縮解除前 にストリングの１シンボルエクステンシヨンにすぎないときで、この１シンボル が第２ストリングの第１シンボルと同一のときである。この状態が起こるのは、 圧縮解除装置は圧縮装置のストリングテーブルと同じストリングテーブルを作成 するためであるが、それは圧縮装置の後の１ステツプであるから、圧縮解除装置 がこのコードを受信するとき、コードはストリングテーブルにまだ存在しない。

この圧縮解除装置のアルゴリズムがどのように動作するかの一例として、前述の 如く発生した出力コードは、圧縮解除されて元の形態に復活する例を示す。この 圧縮解除の例はテーブル２に示しており、これは、圧縮解除装置から出力される のと同じ順序のコード人力とデータ出力を示している。第１のコード”１”が読 まれ、その拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）キャラクタ”ａ”が出力される。次のコ −ド゛２”が読まれるが、それも１キヤラクタ”ｂ”から構成されるだけである から、このキャラクタは出力される。

第３のコード”３”が読まれ、”Ｃ”が出力される。次のコード“５”が読まれ 、そのプレフィックス”２”とその拡張キャラクタ”Ｃ”に翻訳される。拡張キ ャラクタ”Ｃ”が出力され、プレフィックスにより表わされた値に位置するスト リングは、そのプレフィックスとその拡張キャラクタに翻訳される。このストリ ング２”は、単一のキャラクタ”ｂ”だけからなり、それが出力される。最後の コード”４”が読まれ、そのプレフィックス”１”とその拡張キャラクタ”ｂ” に翻訳される。拡張キャラクタ”ｂ”か出力され、プレフィックスに表わされた 値に位置するストリングがそのプレフィックスと拡張キャラクタに翻訳される。

しかし、このコード”１”は単一のキャラクタ”ａ”から構成されるから、その キャラクタは出力される。

テーブル２に示されるように、コードの圧縮解除は、”ａｂｃｃｂｂａ”が出力 される結果となる。この出力は、圧縮装置に入力された元のデータと同じでない 。このデータがその入力フォーマットに正確に復元されなかった理由は、各々の 多重キャラクタストリング中で、データが圧縮解除されるときに逆になってしま ったからである。

キャラクタの各ストリングをその正しい順序に復元するには、各ストリングは圧 縮解除装置から出力された順序と逆の順序でなければならない。最初の３つのス トリングは、全て単一シンボルのストリングであるから、逆順序にする必要はな い。次のストリングは”ｃｂ”として出力された。逆の順序にすると、このスト リングは”ｂｅ”となり、これは入力されたストリングの順序と同じである。最 後のストリングは”ｂａ”として出力された。これを逆の順序にすると、このス トリングは”ａｂ”となり、これは入力されたストリングの順序と一致する。最 後の２つのストリングを逆にした後、その出力は”ａｂｃｂｃａｂ”となり、こ れは圧縮装置に入力されたデータフローと全く同じである。

圧縮解除装置へ のコード人カニ１２３５４ 出カニ　ａｂｃｃｂ 　ａ テーブル２：圧縮解除の例は、テーブル１で圧縮されたデータの圧縮解除を示し ている。

この方法とＬＺＷアルゴリズムを実行する装置は、ウエルチに付与された米国特 許第４，５５８．３０２号に記載されている。この装置は、格納と限定されたハ ツシング検索手順にランダムアクセスメモリを用いており、ストリングテーブル を通じて検索し、拡張ストリングをランダムアクセスメモリに入力する。本発明 において、データの圧縮と圧縮解除を行なうために、上記特許に開示されたＬＺ Ｗアルゴリズムが用いられる。この装置は、後入れ先出し方式（ＬＩＦＯ）スタ ックを用いて、圧縮解除装置から出力されるストリング内のキャラクタの順序を 逆にするものである。このＬＩＦＯスタックは、ストリングを一度に１キヤラク タずつスタックにブツシュする。次にストリング全体が一旦プッシュされると、 キャラクタは次に、ブツシュされた順序とは逆の順序で一度に１つずつスタック からポツプオフ（ｐｏｐ　ｏｆｆ）される。圧縮解除装置は、次のストリングを スタックにブツシュする前に待機しなければならない。一方、現在のストリング はスタックからポツプオフされる。

必要なことは、データ圧縮装置が、ストリングテーブルのストリングを検索し、 同時にストリングをテーブルに書き込むことである。ストリングテーブルに対し て検索と書込みを同時に行なうことにより、圧縮に必要な時間を短縮することが でき、１キヤラクタはクロ・ンクサイクル毎に入力することができる。ストリン グのりバーサル機構もまた、余分なメモリスペースを必要とすることなく、他の ストリングがスタックからポツプオフされるとき、データ出力を圧縮解除装置か ら取り出し、１ストリングをスタックにブツシュできる能力を具備している必要 がある。

＆脚立１遣 本発明の単一クロックサイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置はストリングリ バーサル機構を具えており、データを適応圧縮し、先に圧縮されたデータを解除 し、データを元のフォーマットに復元するために、圧縮解除されたデータのスト リング内のキャラクタをリバースすることができる。圧縮装置は、クロックサイ クルにつき、１キヤラクタの割合でデータを圧縮することができる。

内容参照可能メモリ（連想記憶装置）を用いて圧縮をより高速で行なうことがで きる。内容参照可能メモリ（ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ　ｍｅｍ ｏｒｙ）は、同じクロックサイクルの間、書込みと検索の機能を実行する能力を 有している。キャラクタのストリングは、符号化され、ストリングテーブルに格 納される。入力データは、次に、ストリングテーブル内に既に格納されたストリ ングに一致させる。ストリングテーブルは、データが入力されるときに作成され 、ストリングテーブルの内容は、圧縮されるべきデータに完全に依存している。

ストリングテーブル内に格納された各ストリングは、多数のキャラクタを表わし ており、先の入力に見られる最長マツチングストリングとこのストリングをスト リングテーブルに格納されたストリングの残り全部と区別させる１キヤラクタの ストリングテーブル内のロケーションとして格納される。

圧縮解除では、ストリングのコードは圧縮解除装置に出力され、各ストリングを 区別させる１キヤラクタが分離され、出力される。このように遠くに（ｆａｒ） 見られた最長マツチングストリングのアドレスに格納された拡張キャラクタは、 次に分離され、出力される。これは、ストリング内の全てのキャラクタが出力さ れるまで行なわれる。圧縮解除では、各ストリング内のキャラクタは、人力され た順序とは逆の順序で出力される。ストリングリバーサル機構は、ストリング内 のキャラクタの順序を逆にし、そのキャラクタをその正しい順序で出力するため に使用される。

ストリングリバーサル機構は、１のストリングを、圧縮解除装置から他のストリ ングを入力するのとは逆の順序で出力できる能力を有しているから、圧縮解除を 高速で行なえる。ストリングリバーサル機構には、２個のデュアルポートランダ ムアクセスメモリが用いられ、各メモリは同時に入力と出力を行なえる能力を有 している。

第１のデュアルポートランダムアクセスメモリは、逆にすべきストリングを一度 に１キヤラクタずつ格納するために使用される。第２のデュアルポートランダム アクセスメモリは、第１のデュアルポートランダムアクセスメモリに格納された 各ストリングの開始アドレス（ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ　ａｄｄｒｅｓｓ）と終了ア ドレス（ｅｎｄｉｎｇ　ａｄｄｒｅｓｓ）を格納するために使用される。

ストリングリバーサル機構を具えた単一クロックサイクルデータの圧縮装置／圧 縮解除装置は、データのブロック内に格納された情報量を減少させることなく、 格納又は伝送すべきデータのブロックのサイズを小さくすることができる。次に 、圧縮解除装置とストリングリバーサル機構は、格納又は伝送された圧縮データ を、元のフォーマットに変換することができる。

１画Δ１工立説墨 図１は、データ７ｏ−”ａ　ｂ　ｃ　ｂ　ｃ　ａ　ｂ”を用いたＬＺＷストリン グテーブルのトリー表示である。

図２は、ストリングリバーサル機構を具えた単一クロックサイクルデータの圧縮 装置／圧縮解除装置のブロック図である。

図３は、ストリングリバーサル機構のブロック図である。

ましい　の−　な看日 ストリングリバーサル機構を具えた単一クロックサイクルデータの圧縮装置／圧 縮解除装置の望ましい実施例を図２に示している。この装置は、クロックサイク ル毎に、１の未圧縮シンボルの割合でデータを圧縮又は圧縮解除することができ る。本システムは、内容参照可能メモリ（４）を用いており、該メモリからデー タの読出し、該メモリへの書込み又は該メモリの検索を行なうことができる。使 用されるＬＺＷアルゴリズムは、データの圧縮をより速くより効率良く行なうこ とができるように改善されている。ストリングリバーサル機構（６）は、圧縮解 除装置（２）から出力されたストリング内のキャラクタの順序を逆にするために 用いられる。このストリングリバーサル機構は、システムから出力する際、デー タを元のフォーマットに復元させることができる。本システムは、無損失データ 圧縮を実行し、データ格納、データ伝送等のあらゆる種類のアプリケーションに 利用することができる。なお、アプリケーションは、データの格納、データの伝 送に限定されるものではない。

図２に示される如く、圧縮装置モジュール（１）は、８ビツトの入力バス（２１ ）に接続され、圧縮されるべきデータを一度に１バイトのデータずつ入力できる ようにする。

圧縮装置モジュールは、データ圧縮の制御を行なうコントローラ（３）に、制御 ライン（２２）を通じて結合される。

圧縮装置モジュール（１）は、双方向２０ビツトストリングデータバス（２５） と双方向１２ビツトアドレスバスにより、内容参照可能メモリ（４）に結合され 、圧縮データのストリングの格納と検索が行なわれる。圧縮データを遠隔位置に 送信するために、圧縮装置モジュールの出力（３３）は、伝送ライン（４０）に より、メモリ、ディスク又は他のコンピュータに結合される。

メモリ、ディスク又は伝送ライン（４０）もまた、圧縮解除を行なうために、デ ータを圧縮解除装置モジュール（２）に転送することができる。圧縮解除装置モ ジュールは、制御ライン（２４）により、データの圧縮解除の制御を行なうコン トローラ（３）に結合される。圧縮解除装置モジュールは、データの圧縮ストリ ングの格納及び検索を行なうために、双方向２０ビツトデータバス（２７）と双 方向１２ビツトアドレスバス（２８）を通じて、内容参照可能メモリ（４）に結 合される。圧縮解除装置モジュール（２）はまた、８ビツトデータバス（２９） を介してストリングリバーサル機構（６）に結合されており、圧縮解除されてい るが、逆順序にされるべきストリングの部分であるデータのバイトを転送する。

ストリングリバーサル機構（６）は、双方向８ビツトスタツクデータバス（３０ ）を介して、第１のデュアルポートランダムアクセスメモリ（７）に結合される 。

第１のデュアルポートランダムアクセスメモリは、逆順序にされるべきバイトの ストリングを格納するために、ストリングキュー（ｓｔｒｉｎｇ　ｑｕｅｕｅ） を含んでいる。第１のデュアルポートランダムアクセスメモリ（７）は、双方向 ８ビツトポインタバス（３１）により、第２のデュアルポートランダムアクセス メモリ（８）に結合される。第２のデュアルポートランダムアクセスメモリ（８ ）はポインタキュー（１０）を含んでおり、このポインタキューはストリングキ ュー（９）に含まれるストリングの開始アドレスと終了アドレスを保持する。ス トリングリバーサル機構（６）もまた、圧縮解除されて逆順序にされたバイトを 出力するために、８ビツト出力バス（３２）に結合される。

内容参照可能メモリ（４）は、制御ライン（２３）を通じてコントローラ（３） に結合され、圧縮と圧縮解除を行なう間、指示を送るようにする。内容参照可能 メモリは、圧縮装置モジュール（１）及び圧縮解除装置モジュール（２）の両装 置によって使用され、データの圧縮及び圧縮解除に必要なストリングテーブルを 格納する。ＡＳＣＩＩ文字セットの全部のキャラクタは、圧縮速度と圧縮効率の 向上のために、単一シンボルストリングとして内容参照可能メモリの中にハード ワイヤード（５）されることができる。望ましい実施例において、単一キャラク タストリングのコード化表現はＡＳＣＩ　Ｉ文字セットに等しい。従って、メモ リのルックアップは圧縮解除に必要でない。

圧縮の場合、ステップはアルゴリズムにセーブされ、２５６のメモリロケーショ ンがセーブされる。

圧縮されるべきデータのバイトがコンピュータから、８ビツトの入力バス（２１ ）の圧縮装置モジュール（１）に入力される。圧縮装置は圧縮されるべきデータ のバイトをストリングにバーズする。各ストリングは、他のストリングのアドレ スと、このストリングを他のストリングと区別させる拡張キャラクタのアドレス から構成される。

ストリングは、内容参照可能メモリ（４）のストリングテーブルの中に格納され る。データのバイトがストリングに一旦圧縮されると、各ストリングの表現は次 に出力（３３）されて、コンピュータの記憶装置又はディスクに記憶されるか、 又は他のコンピュータに転送される。

圧縮解除されるべきデータは、コンピュータの記憶装置、ディスク又は他のコン ピュータから圧縮解除装置モジュール（２）に送信することができる。データは ２０ビツト表現のストリングとして送信され、８ビツトは拡張キャラクタを表わ し、１２ビツトは残りのストリングのアドレスを表わす。圧縮解除装置（２）は 次にストリングからの各拡張キャラクタをバーズし、このキャラクタをストリン グリバーサル機構（６）に送信し、残りのストリングのアドレスに進んで次の拡 張キャラクタを検索し、それをストリングリバーサル機構に送る。ストリングの キャラクタ全部がストリングリバーサル機構（６）に送られると、この機構は次 に、キャラクタを元の順序でコントローラに出力する。

ストリングリバーサル機構を具えた単一クロックサイクルデータの圧縮装置／圧 縮解除装置の構造を図２に示している。圧縮されるべきデータは、８ビツトバス （２１）を経由して圧縮装置モジュール（１）に入力される。圧縮装置は、双方 向制御バス（２２）を経由してコントローラ（３）により指示され、共に、圧縮 アルゴリズムを実行する。

圧縮装置とコントローラは、両方とも内容参照可能メモリ（ＣＡＭ）（４）と対 話し、ここでストリングテーブルは格納される。圧縮装置は２０ビツトデータバ ス（２５）と１２ビツトアドレスバス（２６）によりＣＡＭに接続される。

個々のキャラクタのＡＳＣＩＩコードを表現するために、ストリングテーブルの 第１の２５６エントリが用いられる。これら２５６ＡＳＣＩ　Ｉコード（５）を 表わす論理は、ＣＡＭにハードワイヤードされる。圧縮データは圧縮装置から他 のソース（ｓｏｕｒｃｅ）　（４０）に出力（３３）され、コンピュータの記憶 装置又はディスクに記憶するか、他のコンピュータに転送される。

圧縮解除されるべきデータは、ディスク又は他のコンピュータの如きソース（４ ０）から、圧縮解除装置モジュール（２）に人力（３４）される。圧縮解除装置 もまた、コントローラ（３）により指示され、共に、圧縮解除アルゴリズムを実 行する。圧縮解除装置は２０ビツトデータバス（２７）と１２ビツトアドレスバ ス（２８）により、ＣＡ　Ｍ　（４）に結合される。

圧縮解除装置（２）は、圧縮解除されたキャラクタを、８ビツトデータバス（２ ９）により、ストリングリバーサル機構（６）に出力する。ストリングリバーサ ル機構は２つのデュアルポートランダムアクセスメモリ（７）　（８）を用いる ことにより、キャラクタが８ビツト出力バス（３２）から出力される前に、各ス トリング内のキャラクタの順序を逆にする。第１のデュアルポートランダムアク セスメモリ（７）は、８ビツトスタツクデータバス（３０）を通じてストリング リバーサル機構からデータを受信し、圧縮解除装置から受信した順序とは逆の順 序で、一度につき１バイトをストリングを格納するために使用される。これらの ストリングは、ストリングキュー（９）の第１デユアルポートランダムアクセス メモリの中に格納される。第２のデュアルポートランダムアクセスメモリ（８） は、８ビツトポインタバス（３１）により、第１のデュアルポートランダムアク セスメモリに接続され、第１のデュアルポートランダムアクセスメモリに現在格 納されている各ストリングの開始アドレスと終了アドレスを格納するために使用 される。これらのアドレスは、第２のデュアルポートランダムアクセスメモリ内 のポインタキュー（１０）に格納される。

本発明は前述したように、ＬＺＷアルゴリズムに基づいたＤＣＬＺアルゴリズム を利用するものであるが、入力データブロックの圧縮効率と圧縮装置の取扱いを 改善するという追加の特徴を含んでいる。圧縮アルゴリズムの改良点として、可 変のコード長さ、制限されたストリングテーブル、制限されたストリングのサイ ズ及び圧縮比監視機能を挙げることができる。

本発明は、ストリングテーブルに格納できるエントリの数を４０８８に制限する 。ストリングテーブルが４０８８のエントリに制限されるため、必要とされる最 大コードワードは１２ビツトである。望ましい実施例において、ストリングのプ レフィックスのコードワード長さは、特定のデータブロックのストリングテーブ ルのサイズに応じて、９ビツト乃至１２ビツトの範囲で変動する。ＤＣＬＺアル ゴリズムはストリングテーブルを４０８８に制限し、ＬＺＷアルゴリズムはスト リングテーブルを４０９６に制限することに留意すべきである。

ＤＣＬＺアルゴリズムはストリングの長さを１２８バイト以下に制限する。１２ ８バイトのストリングが蓄積されると、そのプレフィックス又はω値が出力され 、次の人力バイトを用いてωを再び初期化し、新たなストリングを開始する。ス トリングサイズのこの制限は、圧縮解除装置及びストリングリバーサル機構の性 能を高めるのに寄与する。

本発明で使用する圧縮解除アルゴリズムもまた改善されている。上記したように 、ＬＺＷ圧縮解除アルゴリズムは、書き込まれたときに２つの基本的な問題があ る。

１つは、入力された順序とは逆の順序でシンボルが出力されることである。もう １つは、圧縮装置が、圧縮解除装置のストリングテーブルにまだ存在しないコー ドを出力するという特別な人力の場合である。

ＬＺＷアルゴリズムを使用するとき、異常入力状態が起こるのは、そのストリン グテーブルの作成において、圧縮解除装置が圧縮装置の後の１ステツプであるか らである。問題は、ＫωにωＫＬの形態のストリングが出会うときに起こる。な お、Ｋ、：！：Ｌは単−人力シンボルであり、ωはストリングであり、Ｋωはス トリングテーブル内に既に存在する。圧縮装置が第２のＫに出会うとき、圧縮装 置は、Ｋωに対するコードを送信し、ストリングにωＫをストリングテーブルに 追加し、ストリングにで開始する。次に、圧縮装置はＬに達するまで入力をバー ズし、その時に、テーブルに加えられた最後のストリングであるにωにのコード を送信する。圧縮解除装置がこのコードを受信するとき、それはストリングテー ブルにまだ存在しない。

上記問題を引き起こす唯一のストリングは、前記した形態から構成され、ここで 第２のストリングは第１のストリングの丁度１シンボル拡張であり、その拡張シ ンボルはストリングの最初のシンボルと同一である。この問題を訂正するために 、書き込まれたアルゴリズムは、圧縮解除装置がストリングテーブル内にまだ存 在しないコードに出会うとき、最後のシンボルは先のストリングの最初のシンボ ルと同じであらねばならず、残りのストリングが先のストリングと同一であるこ とを知る。従って、作られた各ストリングの最初のシンボルが格納され、先のス トリングが０１ｄｃｏｄｅレジスターの中で使用可能であるとき、入力コードは この組合せと置き換えることができ、圧縮解除される。変更されたアルゴリズム は次の通りである： 工ｎ１Ｌｉａｌｉｚｅ　ｓｔｒｉｎｇ　ｔ、ａｂｌｅ　Ｌｏ　ｃｏｎｊａｉｎ　 ａｌｌ　ｓｉｎｇｌｅ−ｓｙｍｂｏｌ　ｓＬｒｉｎｇｓｏｌｄｃｏｄｅ　＜−− ｆｉｒｓｔ　１ｎｐｕｔ　ｃｏｄｅＫｊ工ｊ］」ｂユ〜と２１　＜−−Ｋ　＜− −５ｊｒｉｎ　Ｔａｂｌｅ　０１ｄＣｏｄｅ　、Ｌａ５ｊＳ　ｏｌＯｕｊｐｕＬ 　五 ｗｈｉｌｅ　ｍｏｒｅ　１ｎｐｕｊ　ｄａｔａ　ａｖａｉｌａｂｌｅＩｎＣｏｄ ｅ　＜−−Ｃｏｄｅ　＜−−ｎｅｘｈ　１ｎｐｕＬ　ｃｏｄｅＩｆ　Ｃｏ塁ｅ　 ｎｏｊ　ｉｎ　ｓｐｒｉｎｇ　ｔａｂｌｅＰｕｓｈ　Ｆｉｒ匹且ロ廊ルＯｎ　ｓ ′Ｃ＋ａｃｋＣｏｄｅ　＜−−０１ｄＣｏｄｅ ｎｄ　１ｆ ＯｕｔｐｕＬ　ム Ｃｏｄｅ　＜−−５ｔｒｉｎ　Ｔａｂｌｅ　Ｃｏｄｅ　、ＰｒｅｆｉｘＥｎｄ　 Ｗｈｉｌｅ Ｋユニｊｊ」６１世と≧１　＜−−ム　＜−−！９ｊｒｉｎ　Ｔａｂｌｅ　Ｃｏ ｄｅ　、Ｌａ５ｊＳ　ｏｌＯｕｔｐｕｔ、ム Ａｄｄ　ｓｔｒｉｎｇ　０１ｄＣｏｄａ　＋　Ｋ　ｔｏ　ｓｔｒｉｎｇ　ｔａｂ ｌｅ単一シンボルストリングを全部含ませるために、ストリングテーブルを初期 化する ０１ｄＣｏｄｅ＜−−ｆｉｒｓｔ　１ｎｐｕｔ　ｄａｔａＦｉｒｓｔＳ　ｍｂｏ ｌ＜　−−Ｋ　＜　−−Ｓｔｒｉｎ　Ｔａｂｌｅ　０１ｄＣｏｄｅ　、Ｌａ桂鉦 畦剋 Ｋを出力 Ｗｈ　ｉ　ｌｅもつと多くの人力データが使用可能ＩｎＣｏｄｅ＜　−−Ｃｏｄ ｅ＜　−−ｎｅｘｔ　１ｎｐｕｔ　ｃｏｄｅＩｆ　Ｃｏｄｅ　ｎｏｔ　ｉｎ　ｓ ｔｒｉｎｇ　ｔａｂｌｅスタックに■章μ頭１吋をブツシュ Ｋを出力 Ｃｏｄｅ＜−−Ｓｔｒｉｎ　Ｔａｂｌｅ　Ｃｏｄｅ　、ＰｒｅｆｉｘＷｈｉｌｅ 終了 ＦｉｒｓｔＳ　ｍｂｏｌ＜　−−Ｋ　＜　−一５ｔｒｉｎ　Ｔａｂｌｅ　Ｃｏｄ ｅ　。

は■鉦畦１ Ｋを出力 ストリング０１ｄＣｏｄｅ＋　Ｋをストリングテーブルに追加 ０１ｄＣｏｄｅ＜　−−１ｎｃｏｄｅ Ｗｈｉｌｅ終了 データの圧縮効率をより高め、圧縮速度をより速くするために、本発明では、内 容参照可能メモリ（ＣＡＭ）（４）を用いて、圧縮を行なう間ストリングテーブ ルを格納する。内容参照可能メモリのセルは典型的なランダムアクセスメモリの 読出し動作と書込み動作を実行する。また、検索されるデータがセルの中に格納 されたデータと一致するかどうかを決定する追加の能力を有している。メモリの 中に格納された一致データがあるとき、コントローラに知らせるために、信号は マツチライン（ｍａｔｃｈ　ｌｉｎｅ）（２３）にブレイスされる。内容参照可 能メモリは、製造プロセスが許すならば、静的なものでも、動的なものでもよい 。

本発明では、圧縮と圧縮解除の両方に、この内容参照可能メモリ（４）が用いら れる。圧縮を行なう間、ＣＡＭを用いて、ストリングテーブルを格納し、所定の ストリングが既にテーブルの中に存在するかどうかを判断するために、そのスト リングテーブルの検索を実行する。現在のシンボルストリングは、検索がシンボ ルテーブル内の同じストリングに対して行われるとき、常にシンボルテーブルに 書き込まれる。これは２つのメモリアクセスを１つに合成して、データ圧縮をス ピードアップする。

その理由は、データがメモリに書き込まれる前に、圧縮装置は、検索が完了する まで待機する代わりに、これらの動作を両方同時に実行できるからである。

データ圧縮を行なう間、内容参照可能メモリ（４）は２０ビツトのデータバス（ ２５）と１２ビツトのアドレスバス（２６）を通じて、圧縮装置（１）から情報 を受信する。２０ビツトのデータバスは、各ストリングに情報をキャリーし、最 初の１２ビツトはストリングのプレフィックスωのために確保され、最後の８ビ ツトはストリングの拡張キャラクタにのために確保される。１２ビツトのアドレ スバスは、ストリングコードを書き込むことのできるストリングテーブル内の次 の使用アドレスをキャリーする。

内容参照可能メモリ（４）は、同じストリングが１２ビツトのアドレスバス（２ ６）によって表示されたアドレスに書き込まれると同時に、２０ビツトのデータ バス（２５）にストリングが存在するかが検索される。ストリングがＣＡＭの中 に見つけられると、Ｍａｔｃｈラインは、ストリングとの一致が見つけられたと いう信号を発し、ストリングが見つけられたＣＡＭアドレスは、コントローラ（ ３）に出力される。ストリングが見つけられ、ストリングテーブル内に既に存在 するから、ストリングテーブルの中に再びそれを格納する必要はない。従って、 コントローラ（３）は、１２ビツトのアドレスバスにより表示されたアドレスを インクリメント（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）　Ｌないがら、丁度書き込まれたアドレ スロケーションは次のクロックサイクルの上に上書きされる。もし、ストリング がＣＡＭの中に見つからない場合、Ｍａｔｃｈラインは、ストリングとの一致は 見つからなかったという信号を発する。この場合、このストリングをストリング テーブルの中に格納することが必要である。ストリングはＣＡＭが検索されてい る間に既に書き込まれているので、ストリングテーブル内のストリングをセーブ するために必要なことは、１２ビツトのアドレスバスによって表示されたアドレ スをインクリメントすることだけである。このため、次のクロックサイクルのと き、ＣＡＭは辞書に加えられたばかりのストリングに上書きしなくてもよい。

提案された圧縮装置の性能は、インクリメントアドレス機能を取り除き、Ｃｏｄ ｅ出力とＭａｔｃｈ出力をクロックサイクルによってパイプライン処理すること によってさらに高めることができ、それら出力は先のクロックサイクルで行なわ れた検索結果を常に表わす。この高性能バージョンでは、２つのアドレスバスは 、圧縮装置モジュール（１）、Ａｄｄｒｅｓｓ及びＮｅｘｔＡｄｄｒｅｓｓから 出力される。ここで、ＮｅｘｔＡｄｄｒｅｓｓはＡｄｄｒｅｓｓの値よりも常に １大きい。この高性能バージョンでは、論理はＣＡ　Ｍ　（４）に加えられ、有 効書込みアドレスは、パイプラインされたＭａｔｃｈ信号によって表示された先 の検索結果に基づいたＡｄｄｒｅｓｓ又はＮｅｘｔＡｄｄｒｅｓｓのどちらかか ら選択されるようにする。

ストリングがストリングテーブルの中で見つけられた場合、Ｍａｔｃｈラインの ポテンシャルはハイとなり、先の検索によりストリングテーブル内にストリング が見つかったことを表示し、ストリングは、内容参照可能メモリ内のＡｄｄｒｅ ｓｓによって表わされるロケーションに書き込まれ、そのロケーションにおける 先の内容に上書きし、ＡｄｄｒｅｓｓとＮｅｘｔＡｄｄｒｅｓｓはインクリメン トされない。ストリングがストリングテーブルの中に見つからない場合、Ｍａｔ ｃｈラインのポテンシャルはローのままであり、先の検索でストリングテーブル 内にストリングが見つからなかったことを表示し、ストリングは次にＮｅｘｔＡ ｄｄｒｅｓｓに書き込まれる。Ａｄｄｒｅｓｓによって表示されたＣＡＭロケー ションは先のクロックサイクルのときに書き込まれており、そのロケーションは 修正されずに、ＡｄｄｒｅｓｓとＮｅｘｔＡｄｄｒｅｓｓの両方がインクリメン トされる。

本発明において、ストリングテーブルは４０８８の分離したロケーションに制限 され、その中の最初の２５６のロケーションは、各々が単一バイトのキャラクタ を表わす。なお、これらの制限を大きくすることができることは勿論である。こ れら２５６のキャラクタはＡＳＣＩＩ文字セットの中に含まれるキャラクタであ り、それらのアドレスはＡＳＣＩＩコードの値を表わす。これらキャラクタは初 期化される毎に内容参照可能メモリ（４）の夫々のアドレスの中に書き込まれる ことができるし、又は常に存在するようにＣＡＭの中にハードワイヤードされる こともできる。さらにまた、最初の２５６アドレス位置（５）とコードはＣＡＭ の中にハードワイヤードされることもできる。ロケーションＯ乃至ロケーション ２５５の各ストリングは、そのアドレスと同じ値を有し、その後に空プレフィッ クスコード”００００”が続く単一ハイドからなる。”ａ”のＡＳＣＩＩコード は”０１１００００１”であり、そのコードで表わされるアドレスに格納される ストリングは、空プレフィックスであり、その後の”ａ−のＡＳＣＩＩ：ｌ−ド は”ｏｏｏｏ　０１１００００１”となる。これらの最初の２５６のテーブルエ ントリは、書き込まれることは決してなく、単に読まれて検索されるだけである 。このため、内容参照可能メモリさらにはリードオンリーメモリの言語を作成し てそれらを保有するというよりはむしろ、簡単な組合せ論理が加えられて、これ らロケーションに対してＣＡＭ動作をシミュレートする。

本発明にあっては、動的な内容参照可能メモリＣＤＣＡＭ）（４）を用いること ができる。このため、周期的にリフレッシュする必要がある。制御論理は正常な 動作を周期的に停止し、リフレッシュサイクルを生成する。このリフレッシュサ イクルでは、アドレス列（ａｄｄｒｅｓｓ　ｏｆ　ａｒｏｗ）を一度に１２ビツ トのアドレスバス（２６）にブレイスし、リフレッシュ信号を表明する；このサ イクル中、Ｒｅａｄ、　Ｗｒｉｔｅ及び５ｅａｒｃｈ信号は表明されるべきでな く、ＩｎｐｕｔＤａｔａバスの値は無視される。ＤＣＡＭはその列（ｒｏｗ）の 全てのビットの内容を同時にリフレッシュする。リフレッシュサイクル中、セル の内容を再生成することに加えて、その列のワードがＤＣＡＭに書き込まれると きはいつでも、列全体をリフレッシュできる能力が付与される。

圧縮の間、ストリングを表わすコードが圧縮装置モジュール（１）から出力され るとき、前記コードは、格納されるべき場合はディスクの如き装置（４０）に送 られ、転送されるべき場合は他のコンピュータに送られる。圧縮解除の間、コー ドは、ディスクの如き装置（４０）又は他のコンピュータから、圧縮解除装置モ ジュール（２）に入力される。次に、圧縮解除装置は、各ストリングをその拡張 キャラクタとそのプレフィックスに分離することにより、一度に１バイトずつス トリングを復号化する。拡張キャラクタは、次に、ストリングリバーサル機構（ ６）に出力され、プレフィックスによって表されるアドレスに格納されたストリ ングは、そのプレフィックスと拡張キャラクタに分離される。このプロセスは、 単一キャラクタストリングが、そのＡＳＣＩ　Ｉ値を表わすコードが空プレフィ ックスに達するまで続けられる。空プレフィックスに達すると、ストリングの最 後のキャラクタは、ストリングリバーサル機構に出力され、新しいコードは圧縮 解除装置モジュールに入力される。キャラクタが圧縮解除装置からストリングリ バーサル機構に出力される順序は、キャラクタが圧縮装置に入力された順序とは 逆であり、各ストリングの最後のキャラクタの入力は、ストリングリバーサル機 構からの最初のキャラクタ出力である。

ストリングリバーサル機構（６）は、各ストリング内のキャラクタを取り出し、 それらを逆順序にする能力を有しているから、それらが出力されるとき、圧縮装 置に入力された順序で現われる。ウエルチによって行なわれたように、簡単なス タックを用いて出力ストリングを逆にすることができるが、ストリングが一旦ス タックにブツシュされた後は、圧縮解除装置（２）は、次のストリングのブツシ ュを開始できる前に、そのストリングがスタックから完全にポツプオフされるま で待機しなければならない。第２のストリングがスタックの他端からポツプオフ されるとき、スタックの一端にストリングをブツシュできるようにすることによ り、デュアルエンディラドスタックはこれを幾分助長する。もしそれが２つのス タックヘッドを維持し、同時にブツシュとポツプを実行できる能力を有する場合 、２つのストリングを同時に処理するために、最長ストリングを十分に保持でき るこの種スタックを用いることができる。このデュアルエンディラドスタックは 、それでも、その問題を効率的に完全に解決できるわけでない。もし、非常に長 いストリングが、そのあとに単一バイトストリングとなるスタックにブツシュさ れると、圧縮解除装置は、最初のストリングが継続前に完全にポツプオフされる のを待機しなければならない。

多重スタックを用いることもでき、もし使用可能なスタックが十分にある場合、 圧縮解除装置（２）は、ストリングをブツシュするスペースをめて待機しなくて もよい。本発明において、逆順序にされるべき出力ストリングは、１２８キヤラ クタ以下の長さに制限されている。

従って、必要なスタックの数は容易に決定されることができる。圧縮解除装置が 作ることのできる最も需要の多いのは、一連の単一バイトストリングがあとに続 く最長ストリングの場合である。最初のストリングは１２８バイトに制限されて おり、１２８番目の単一バイトストリングがブツシュされる時までに、最初のス トリングはスタックから完全にポツプオフされてしまい、そのスタックは次のス トリングに使用可能であろう。これは、圧縮解除装置が作ることのできる最も需 要の多い場合であるので、必要なスタックの最大数は１２９である。

他のスタックがブツシュオンされる前に、スタックがポツプオフされるのを待機 することなく、圧縮解除装置（２）を効率良く動作できるようにするためには、 最長１２９のスタックを使用せねばならないだろう。１２８バイトを保持し得る １２９のスタックを実行するために、各スタックは１６５１２バイトのメモリを 必要とし、その大部分はどんな時間にも使用されないであろう。この方法は、あ まりに多くの量のメモリを必要とするので好ましくない。望ましい方法は、他の ストリングがスタックにブツシュされていたときにストリングをポツプオフする ことができ、多重ストリングを保持することのできる循環スタック（ｃｉｒｃｕ ｌａｒ　５ｔａｃｋ）を実行することである。

スタックの数を６４に減じることにより、性能を著しく損なうことなく集積回路 の領域を節約することができる。

リバーサルバッファが環状キュー　（ｃｉｒｃｕｌａｒ　ｑｕｅｕｅ）として考 察される場合、即ち、スタックのセットよりむしろリングバッファの場合、必要 なメモリははるかに少なくてすむ。各スタックのトップでポインタを維持する代 わりに、いわゆるヘッドポインタ及びテイルポインタと呼ばれる一対のポインタ を保存しておき、キューの各ストリングの開始位置と終了位置を夫々求めること ができる。逆順序にされるべきストリングがストリングリバーサル機構（６）に 書き込まれるとき、次に使用可能な対のポインタは、ストリングキュー（９）の 次の使用ロケーションにセットされる。ストリングの最終が受信されると、ヘッ ドポインタ及びテイルボインタがセーブされ、新しい一対のポインタが、キュー の中の次のバイトに割り当てられる。ストリングを逆にするために、ヘッドポイ ンタにアドレスされたバイトが出力され、ヘッドポインタはテイルポインタに達 するまでデクリメント（ｄｅｃｒｅｍｅｎｔ）され、ストリングの最後のバイト が出力される。このストリング全体が一旦出力された後、対のポインタは他のス トリングに対して使用可能である。

この循環スタックを実行するために必要な循環キューのサイズは、多重スタック 技術を実行するために必要なメモリ量よりも実質的に少ない。圧縮解除装置（２ ）によって作られる最需要状態は最長のストリングであり、その後の数多くの単 一バイトストリングは最大ストリングの長さに等しい。ストリングの最大長さは １２８バイトに制限されているから、ストリングキュー（９）は、ストリングが ポツプオフされる間、圧縮解除装置に待機を強いることなく、この最も需要の多 い事態を収容するために２５６バイトを保持できなければならない。

各ストリングのヘッドポインタとテイルポインタもまた、循環キュー、ポインタ キュー（１０）の中で格納されることができる。ストリングキュー（９）は２５ ６バイト長さであるので、その中でロケーションを指定するために使用される各 ポインタは８ビツトの長さでなければならない。次に、ストリングキューは、ス トリングキューに格納されたストリングを表わす１２８対のポインタを格納する ために、２５６バイトの長さが必要である。２対の８ビツトレジスタは、挿入ポ インタ（１３）　（１４）及び除去ポインタ（１１）　（１２）に対しても必要 であり、２つの７ビツトレジスタは、ポインタキューのヘッドポインタ（１６） とテイルポインタ（１５）に使用されるために必要である。ストリングキューの ヘッドポインタとテイルポインタは、対のポインタが格納されるポインタキュー のアドレスのトラックを保存するために用いられる。

本発明は、２つのデュアルポートランダムアクセスメモリ（ＲＡ　Ｍ　）（７） 　（８）を循環キューとして利用し、図２に示すストリングとポインタを格納す る。第１のデュアルポートＲＡ　Ｍ　（７）が用いられて、逆にされるべきシン ボルのストリングを格納し、第２のデュアルポートＲＡＭ（８）が用いられて、 第１のキュー（９）内の各ストリングの最初と最後のシンボルのアドレスを格納 する。デュアルポートＲＡＭを用いることにより、エントリを各キューに加える ことと、各キューから取り除くことを同時に行なうことができる。

ストリングが圧縮解除装置（２）から出力されるとき、各キャラクタはストリン グキュー（９）の中に格納され、その開始アドレスと終了アドレスは、ポインタ キュー（１０）の中に格納される。ストリングの全てのキャラクタは、ストリン グキューにブツシュされたとき、次に逆の順序でポツプオフされ、ストリングリ バーサル機構（６）から出力される。ストリングキューは一度に多数のストリン グを保持する能力を有しており、−ストリングがストリングキューにブツシュさ れるとき、他のストリングはストリングキューからポツプオフされることができ る。入力と出力を同時に行なう能力は、２つのデュアルポートランダムアクセス メモリ（７）（８）により実行される。

第２の循環キューはポインタキュー（ｌＯ）と呼ばれるが、これはストリングキ ュー（９）に格納されている各ストリングの開始アドレスと終了アドレスを格納 するためである。キャラクタは圧縮解除装置（２）から出力されるとき、それら はストリングキューの中に書き込まれ、生成可能な最大長さの２つのストリング 、つまり合計２５６のキャラクタを保持するために十分なスペースを提供する。

ストリングの第１シンボルがストリングキューに書き込まれるとき、それが書き 込まれたアドレスは、ポインタキューのそのストリングのヘッドポインタとして 格納される。ストリングの最後のシンボルは、ストリングキューに書き込まれる とき、書き込まれたアドレスは、そのストリングのテイルボインタとして格納さ れる。この対のアドレスは次に、ストリングキューの中のストリング位置を決め るために用いられる。このアドレス対を用いると、ストリングキューの中でスト リング位置がめられ、ストリングキュー内で１組の［仮想スタック（ｖｉｒｔｕ ａｌ　５ｔａｃｋｓ）Ｊ作り出されるので重要である。

ストリングリバーサル機構（６）は、シンボルのストリングキュー（９）への挿 入とストリングキューからの除去を制御するのに必要な論理を含んでいる。これ ら２つの制御要素は独立して動作し、他のストリングがストリングキューからポ ツプオフされるとき、ストリングをストリングキューに同時にブツシュされるこ とができる。挿入制御論理は、シンボルをストリングキューに書き込み、現在の ストリングに対してスタートポインタとエンドポインタを蓄積することができる ように応答可能である。

ストリングが完了すると、挿入制御論理は、スタートポインタとエンドポインタ をポインタキュー（１０）に書き込み、そのキューに対する挿入ポインタを更新 し、新しいストリングを開始する。

除去制御論理は、シンボルをストリングキュー（９）から読み出し、各ストリン グのスタートポインタとエンドポインタを用いてそれらを出力する。データを逆 にするために、シンボルは、それらが挿入された順序とは逆方向に、エンドポイ ンタからスタートポインタまで取り除かれる。ストリングが完了すると、次のス トリングのスタートポインタとエンドポインタがロードされ、除去ポインタがそ のキューに更新される。

ポインタキュー（１０）のサイズは、２つのポインタの代わりにストリングの間 に１個のポインタを格納することにより、半分に削減することができる。バッフ ァの中の一方のストリングの最後が次のストリングの最初に対応しているから、 ポインタキューの各ストリングに対するスタートポインタ及びエンドポインタの 両ポインタを格納する必要はない。単一ポインタはストリングの間で格納される ことができ、一方のストリングの最後及び次のストリングの最初として用いられ ることができる。１ポインタを１ストリングの最後及び次のストリングの最初と してのみ用いることにより、ポインタキューに必要なデュアルポートＲＡＭ８は 半分だけ少なくすることができる。しかし、これを実行するために、挿入及び除 去論理の複雑性が増すことになる。

ストリングリバーサル機構を具えたこの単一クロックサイクルデータの圧縮装置 ／圧縮解除装置は、適応性を以てデータを圧縮し、先に圧縮されたデータを圧縮 解除し、そのデータを元のフォーマットに復元するために、圧縮解除されたデー タのストリングの中のキャラクタを逆順序にすることができる。圧縮装置は、ク ロックサイクル毎に１キヤラクタの割合でデータを圧縮することができる。内容 参照可能メモリは、圧縮をより速く行なうために用いられる。内容参照可能メモ リは、同じクロックサイクルの間、書込みと検索を実行するための能力を有して いる。キャラクタのストリングは符号化され、ストリングテーブルの中に格納さ れる。入力データは、次に、ストリングテーブルの中に既に格納されたストリン グにマツチされる。ストリングテーブルは、データが入力されるときに作成され 、ストリングテーブルの内容は圧縮されるべきデータに完全に依存している。ス トリングテーブルの中に格納された各ストリングは、多数のキャラクタを表現し 、先の入力と−のキャラクタに見られる最長マツチングストリング及びこのスト リングをストリングテーブルに格納されたストリングの残り全部と区別させる１ キヤラクタのストリングテーブル内のロケーションとして格納される。

圧縮解除の間、ストリングに対するコードは圧縮解除装置に出力され、各ストリ ングを区別させる１キヤラクタは分離され、出力される。このように遠くで見ら れる最長ストリングのアドレスに格納された拡張キャラクタは、ストリングのキ ャラクタ全部が出力されてしまうまで、分離されて出力される。圧縮解除の間、 各ストリング内のキャラクタは、入力された順序と逆の順序で出力される。スト リングリバーサル機構は、ストリング内のキャラクタの順序を逆にし、それらを 正しい順序で出力するために使用される。

ストリングリバーサル機構は、圧縮解除装置から他のストリングを入力するとき 、１ストリングを逆の順序で出力する能力を有しており、圧縮解除の速度を速く することができる。２つのデュアルポートランダムアクセスメモリは、ストリン グリバーサル機構の中で使用され、各々が同時に入力及び出力する能力を有して いる。第１のデュアルポートランダムアクセスメモリは、逆順序にされるべきス トリングを一度に１キヤラクタずつ格納するために使用される。第２のデュアル ポートランダムアクセスメモリは、第１のデュアルポートランダムアクセスメモ リに格納されている各ストリングの開始アドレス及び最終アドレスを格納するた めに使用される。

ストリングリバーサル機構を具えたこの単一クロックサイクルデュアルポートの 圧縮装置／圧縮解除装置は、データのブロックの中に格納された情報量を減じる ことなく、格納又は転送されるべきデータのブロックのサイズを小さくすること ができる。圧縮解除装置及びストリングリバーサル機構は、次に、格納又は転送 された圧縮データをその元のフォーマットに変換することができる。

ＦＩＧ、　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、ａ．入力ソースからデータ を受信する手段；及びｂ．同時に、受信したデータを、その元の形態又は圧縮さ れた形態のどちらかの形態で格納し、あとに受信したデータを、格納されたデー タと比較し、あとに受信したデータが格納データと一致するかどうかを決定する 手段、 を具えている。 ２．請求項１に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、比較 手段と格納手段は、書込み、検索及び読出しを行なう手段を具えた内容参照可能 メモリによって実行される。 ３．請求項２に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、内容 参照可能メモリは、周期的にリフレッシュを必要とするダイナミック形であり、 リフレッシュは： ａ．アドレス行（ａｄｄｒｅｓｓ　ｏｆ　ａ　ｒｏｗ）を一度にアドレスバスに プレイスするステップ；及び ｂ．リフレッシュ信号を表明するステップ、から構成される。 ４．請求項２に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、格納 手段は、複数のストリングを格納するためのストリングテーブルを具えており、 各ストリングは、受信したデータの１データの圧縮された形態を表わし、ストリ ングテーブルは内容参照可能メモリに格納されている。 ５．請求項４に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、各ス トリングは入力データの圧縮された形態を表わし、各ストリングは２０ピットで あり、その１２ピットは最長マッチングストリングのアドレスを表わし、その８ ピットはストリングの最後のシンボルを表わし、最後のシンボルは、このストリ ングを、ストリングテーブルに格納された他の各ストリングと区別させる。 ６．請求項５に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、スト リングテーブルは４０８８エントリに制限され、最大ストリングの長さは１２８ シンボルある。 ７．請求項６に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、スト リングテーブルに格納された最初の２５６のストリングは、各ストリングが各シ ンボルに対する圧縮形態を有する単一シンボルを表わし、あとに空白プレフィッ クスが続くそのシンボルに対するＡＳＣＩＩ表現である。 ８．請求項７に規定された単一クロックサイグルデータ圧縮装置であって、スト リングテーブルに格納された最初の２５６のストリングは、内容参照可能メモリ にハードワイヤードされている。 ９．請求項６に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、最初 の２５６のストリングは、格納されずに、あとに空白プレフィックスが続くその シンボルのＡＳＣＩＩ表現を利用する。 １０．単一クロックサイクル適応性データ圧縮装置であって： ａ．入力ソースからデータを受信する手段；ｂ．同時に、データを格納する手段 であって、入力ソースから受信したデータを、その元の形態又は圧縮された形態 のどちらかの形態で格納し、あとに受信したデータを、複数の格納データの各デ ータと比較し、あとに受信したデータが、格納されたデータの中の任意の１デー タと一致するかどうかを決定するよう構成された手段；及び Ｃ．受信データが格納データと一致するとき、信号を発生する手段、 を具えている。 １１．請求項１０に規定された単一クロックサイクル適応性データ圧縮装置であ って、比較手段と格納手段は、書込み、検索及び読出しを行なう手段を具えた内 容参照可能メモリによって実行される。 １２．請求項１１に規定された単一クロックサイクル適応性データ圧縮装置であ って、内容参照可能メモリは４０８８の圧縮された形態を格納する容量を有して おり、圧縮された各々の形態は２０ピットを含んでおり、８ピットは受信データ の最後のバイトを表わし、１２ピットはメモリ内のロケーションを表わし、受信 データの残部は格納される。 １３．請求項１２に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、 ａ．一度に１バイトずつ、入力ソースからデータを受信する手段を具え、各バイ トは８ピットの情報を表わしており、； ｂ．バイトをストリングにバーズする手段を具え、各ストリングは、以前の各入 力に関する最長マッチングストリングと、最長ストリングを先行する各ストリン グと区別させてそれによって新しいストリングを形成する単一バイトからなり； Ｃ．新しいストリングをテーブルに加える手段を具え、新しいストリングは、最 長マッチングストリングとこのストリングを他のいかなるストリングと区別させ るストリングの最後のバイトのテーブルの中にアドレスを具える符号化された形 態に圧縮されておりｄ．各ストリング入力に対してコード化された形態を格納し 、同時に、あとの（ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ）ストリングを、テーブルに格納され たストリングと比較し、あとのストリングが、格納されたストリングのどれかと 一致するかどうかの決定を行なう手段を具え；及びｅ．あとのストリングが、テ ーブルに格納されたストリングと一致するとき、信号を発生する手段、を具えて いる。 １４．請求項１３に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、 テーブルに格納された最初の２５６のストリングは、各ストリングが単一シンボ ルを表わし、各シンボルに対して符号化された形態を有しており、あとに空白プ レフィックスが続くシンボルに対するＡＳＣＩＩ表現である。 １５．請求項１４に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、 テーブルに格納された最初の２５６のストリングは、内容参照可能メモリにハー ドワイヤードされている。 １６．請求項１３に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、 最初の２５６のストリングは、格納されずに、あとに空白プレフィックスが続く そのシンボルに対するＡＳＣＩＩ表現を利用する。 １７．単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって：ａ．記憶装置は、各スト リングが複数バイトの情報を含む複数のストリングを形成するために、共にグル ープ化された複数の記憶セルからなり、各バイトは８ビットを含み、前記記憶装 置は４０９６のストリングを格納できる容量を有しており； ｂ．制御論理モジュールは記憶装置を制御するために結合され； ｃ．データバス、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａは、各データラインが１ピットの情報を キャリーできる複数のデータラインからなり、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａは記憶装置 と制御論理モジュールに結合され； ｄ．アドレスバス、Ａｄｄｒｅｓｓは、各アドレスラインが１ピットの情報をキ ャリーできる複数のアドレスラインからなり、Ａｄｄｒｅｓｓは記憶装置と制御 論理モジュールに結合され； ｅ．プリコンディショニング手段は、データバスの各ラインとアドレスバスの各 ラインを所定の論理状態電圧に予め条件設定し； ｆ．格納手段は、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａの値を、Ａｄｄｒｅｓｓの値によって表 わされたロケーションに格納し；ｇ．比較手段は、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａが、格 納されたストリングのどれかと一致するかどうかを決定するために、Ｓｔｒｉｎ ｇｄａｔａの値を格納された全てのストリングと比較し、格納手段と比較手段は 同じクロックサイクルの中で実行されることができ； ｈ．マッチラインは、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａが、格納されたストリングのどれか と一致した場合に信号を発するもので、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａがストリングに一 致したときは第１の電圧レベルにあり、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａが格納ストリング のどれとも一致しなかったときは第２の電圧レベルにあり； ｉ．Ａｄｄｒｅｓｓをインクリメントする手段は、マッチラインが低ポテンシャ ルのときにＡｄｄｒｅｓｓをインクリメントする。 １８．請求項１７に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、 記憶装置は内容参照可能メモリであり、該メモリは、格納手段及び比較手段を具 え、書込み、検索及び読出しを行なう手段をさらに具えている。 １９．請求項１８に規定された単一クロックサイクルデータ圧縮装置であって、 記憶装置の中に格納された最初の２５６のストリングは、根コードワードであっ て、各コードワードは単一シンボルを表わし、各々が、そのあとに空白プレフィ ックスが続くシンボルのＡＳＣＩＩ表現からなり、最初の２５６のストリングは 内容参照可能メモリの中に永久的にハードワイヤードされる。 ２０．ストリングリバーサル機構であり：ａ．キャラクタストリングの入力ソー スからデータを受信する手段； ｂ．キャラクタストリングを格納する手段；及びＣ．以前に格納されたキャラク タのストリングを、格納された順序とは逆に出力しながら、あとのキャラクタス トリングを同時に格納する手段、を具えている。 ２１．請求項２０に規定されたストリングリバーサル機構であって、格納された キャラクタのストリングを逆の順序にする手段と、受信データを同時に格納し逆 並べのデータを出力する手段は、各々が、デュアルポートランダムアクセスメモ リにより実行され、前記メモリは、キャラクタのストリングを格納して出力する 第１のデュアルポートランダムアクセスメモリと、第１のデュアルポートランダ ムアクセスメモリに格納された各ストリングの開始アドレス及び終了アドレスを 格納する第２のデュアルポートランダムアクセスメモリである。 ２２．請求項２１に規定されたストリングリバーサル機構であって、各ストリン グの開始アドレスと終了アドレスは、単一アドレスを、第１ストリングの終了ア ドレスと第２ストリングの開始アドレスの両アドレスを表わす各ストリングの間 で格納することにより置き換えられることができる。 ２３．ストリングリバーサル機構であって：ａ．受信手段は、ストリングの入力 ソースからデータを受信し、各ストリングは複数のバイトからなり、各バイトは ８ピットの情報を含んでおり；ｂ．格納手段は、各バイトをストリングの一部と して、入力ソースから受信した順序で格納し、Ｃ．出力手段は、ストリングの各 バイトを、バイトを受信した順序とは逆の順序で出力し、出力手段と格納手段は 同時に実施されることができる。 ２４．請求項２３に規定されたストリングリバーサル機構であって、受信データ の格納と逆データの出力を同時に行なう手段は、各々がデュアルポートランダム アクセスメモリによって実行され、前記メモリは、キャラクタのストリングを格 納して出力する第１のデュアルポートランダムアクセスメモリと、第１のデュア ルポートランダムアクセスメモリに格納された各ストリングに対して開始アドレ ス及び終了アドレスを格納する第２のデュアルポートランダムアクセスメモリを 有している。 ２５．各ストリングの開始アドレスと終了アドレスは、単一アドレスを、第１ス トリングの終了アドレスと第２ストリングの開始アドレスの両アドレスを表わす 各ストリングの間に格納することによって置き換えることができる。 ２６．キャラクタのストリングをリバースする方法であって： ａ．キャラクタストリングの入力ソースからデータを受信するステップ； ｂ．一度に１キャラクタずつキャラクタストリングを格納するステップ；及び ｃ．次のキャラクタストリングを一度に１キャラクタずつ格納すると同時に、先 に格納されたキャラクタストリングを、格納された順序と逆順序で一度に１キャ ラクタずつ出力するステップ、 から構成される。 ２７．請求項２６に規定されたデータをリバースする方法であって、格納と出力 を同時に行なうステップは、デュアルポートランダムアクセスメモリによって実 行され、第１のデュアルポートランダムアクセスメモリは、格納機能と出力機能 を実行し、第２のデュアルポートランダムアクセスメモリは、第１デュアルポー トランダムアクセスメモリに格納された各ストリングに対する開始アドレス及び 終了アドレスを格納する。 ２８．請求項２７に規定されたデータをリバースする方法であって、各ストリン グの開始アドレスと終了アドレスは、単一アドレスをストリングの間で格納する ことにより置き換えられることができるもので、単一アドレスは、第１ストリン グの終了アドレスと第２ストリングの開始アドレスの両アドレスを表わしている 。 ２９．ストリングのリバーサル機構であって：ａ．データバス、Ｓｔａｃｋｄａ ｔａは、バイトのストリングー４ の入力ソースからデータを受信するために設けられ、一度に１バイトの情報をキ ャリーすることが可能で、各バイトは８ピットを含んでおり； ｂ．第１のデュアルポートランダムアクセスメモリはデータバスに結合され、入 力ソースから受信される順序で、一度に１バイトずつストリングを格納するため のストリングキューを含んでおり、ｃ．第２のデュアルポートランダムアクセス メモリは第１のデュアルポートランダムアクセスメモリに結合され、第１のデュ アルポートランダムアクセスメモリに格納された各ストリングに対してヘッドポ インタとテイルポインタを格納するためのポインタキューを含んでおり； ｄ．出力データバス、ＯｕｔｐｕｔＢｙｔｅは、一度に１バイトの情報を出力す ることが可能であり、各バイトは８ピットを含んでおり、ストリングは、入力さ れた順序と逆の順序で一度に１バイト出力され、同時にストリングは第１のデュ アルポートランダムアクセスメモリに一度に１バイト入力され； ｅ．テイル除去ポインタレジスターは、現在逆に並び換えられていてストリング リバーサル機構から出力される最後のストリングを格納し； ｆ．ヘッド除去ポインタレジスターは、現在逆に並び換えられていてストリング リバーサル機構から出力される最初のストリングを格納し； ｇ．テイル挿入ポインタレジスターは、現在、ストリングリバーサル機構に入力 されている最後のストリングを格納し； ｈ．ヘッド挿入ポインタレジスターは、現在、ストリングリバーサル機構に入力 されている最初のストリングを格納し； ｉ．ポインタキューテイルレジスターは、対のポインタが格納されているポイン タキューの中の最後のアドレスを格納し；及び ｊ．ポインタキューヘッドレジスターは、対のポインタが格納されているポイン タキューの中の最初のアドレスを格納する。 ３０．請求項２９に規定されたストリングリバーサル機構であって、各ストリン グに対するヘッドポインタとテイルポインタは、各対のストリング間に位置する 単一ポインタを格納することにより置き換えられることができ、単一ポインタは 、第１ストリングの終了アドレスと、第２ストリングの開始アドレスの両アドレ スを表わしている。 ３１．ストリングリバーサル機構を具えた単一クロックサイクルデータの圧縮装 置／圧縮解除装置であって：ａ．人力ソースからデータを受信する手段；ｂ．同 時に、受信したデータを、元の形態又は圧縮された形態のどちらかの形態で格納 し、あとに受信したデータを格納データと比較し、あとに受信したデータが格納 データを一致するかどうかを決定する手段；及び Ｃ．その圧縮された形態の格納データを、引き続いて検索し、それを元の形態に 復元する手段、を具えている。 ３２．請求項３１に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、比較手段と格納手段は、書 込み、検索及び読出し動作を実行する能力を有する内容参照可能メモリによって 実行される。 ３３．請求項３２に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、内容参照可能メモリは、周 期的にリフレッシュを必要とするダイナミック形であり、リフレッシュは： ａ．アドレス列を一度にアドレスバスにプレイスするステップ；及び ｂ．リフレッシュ信号を表明するステップ、から構成される。 ３４．請求項３３に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、格納手段は、受信されたデ ータの圧縮形態を表わすストリングを格納するためのストリングテーブルを具え ており、前記ストリングテーブルは内容参照可能メモリに格納されている。 ３５．請求項３４に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、入力データの圧縮された形 態を表わす各ストリングは、２０ピットから構成され、１２ピットは最長マッチ ングストリングのアドレスを表わし、８ピットは、このストリングを、ストリン グテーブルに格納された他のストリングと区別させるストリングの最後のキャラ クタを表わしている。 ３６．請求項３５に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、ストリングテーブルは４０ ８８のエントリに制限され、最大のストリング長さは１２８のシンボルに制限さ れる。 ３７．請求項３６に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、最初の２５６のストリング は格納されず、そのあとに空白プレフィックスが続くそのシンボルに対するＡＳ ＣＩＩ表現を利用する。 ３８．請求項３７に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、格納されたデータを検索す る手段は、圧縮解除装置モジュールとストリングリバーサル機構を具えており、 圧縮解除装置はキャラクタのストリングを、ストリングリバーサル機構に出力す る。 ３９．請求項３８に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、ストリングリバーサル機構 はａ．キャラクタのストリングを圧縮解除モジュールから受信する手段； ｂ．キャラクタのストリングを格納する手段；及びＣ．先に格納されたキャラク タストリングを、格納された順序とは逆の順序で出力しながら、あとのキャラク タストリングを同時に格納する手段、を具えている。 ４０．請求項３９に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、 ａ．データ受信手段は、各々が８ピットの情報を表わすバイトを、一度に１バイ トずつ入力データから受信し； ｂ．バーズ手段はバイトをストリングにバーズし、各ストリングは、以前の入力 の中に遠く見られる最長マッチングストリングとそのストリングを先行ストリン グと区別させる１バイトから構成され、Ｃ．追加手段はストリングをテーブルに 追加し、ストリングはコード化された形態に圧縮され、最長マッチングストリン グとこのストリングを他の任意のストリングと区別させる最後のバイトのロケー ションのテーブルの中でアドレスとして表わされ；及びｄ．格納手段は、各スト リングに対してコード化された形態を格納する。 ４１．請求項４０に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、圧縮解除装置を有し：ａ． ストリングをプレフィックスと拡張キャラクタに分離する手段； ｂ．拡張キャラクタをストリングリバーサル機構に出力する手段； Ｃ．プレフィックスにより表わされた記憶装置内のロケーションまで移動させ、 そのロケーションに格納されたストリングをプレフィックスと拡張キャラクタに 分離し、拡張キャラクタをストリングリバーサル機構に出力する手段；及び ｄ．空白プレフィックスに達するまで、最後のストリングを繰り返す手段； を具えている。 ４２．ストリングリバーサル機構を具えた単一クロックサイクルデータ圧縮装置 ／圧縮解除装置であって：ａ．各々が１ピットの情報をキャリーできる複数のデ ータラインからなるデータバス、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａ；ｂ．各々が１ピットの 情報をキャリーできる複数のアドレスラインからなるアドレスバス、Ａｄｄｒｅ ｓｓ；Ｃ．入力データバスの各ラインとアドレスバスの各ラインを、所定の論理 状態電圧に予め条件設定するプリコンディショニング手段； ｄ．予め条件設定されたデータバスの各ラインと、予め条件設定されたアドレス バスの各ラインを、Ａｄｄｒｅｓｓの値によって表わされたロケーションで、格 納されたメモリ状態電圧を形成するメモリに結合する結合手段； ｅ．結合手段と同じクロックサイクルの中で実行されるもので、予め条件設定さ れたＳｔｒｉｎｇｄａｔａライン電圧を、格納されたメモリ状態の全てと比較し 、Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａライン電圧が、格納されたメモリ状態のどれかと集合的 に一致するかどうかを決定する手段；ｆ．Ｓｔｒｉｎｇｄａｔａラインの電圧が 、格納されたメモリ状態のどれかと集合的に一致するときに信号を発生する信号 発生手段； ｇ．データライン電圧が、格納されたメモリ状態のどれかと集合的に一致しない とき、アドレスバスによって表わされた値をインクリメントする手段；ｈ．予め 条件設定されたデータライン電圧を、引き続いて検索し、それらをプレフィック スと拡張キャラクタに分離する手段； ｉ．拡張キャラクタをストリングリバーサル機構に出力する手段； ｊ．拡張キャラクタをストリングの一部として格納する手段； ｋ．プレフィックスにより表わされたデータ値のロケーションを求め、それをプ レフィックスと拡張キャラクタに分離する手段； １．拡張キャラクタをストリングリバーサル機構に出力し、それをストリングの 一部として格納し、空白プレフィックスに達するまで、各プレフィックスをその プレフィックス及び拡張キャラクタに分離し続ける手段； ｍ．拡張キャラクタを格納する手段と同時に実行されるもので、ストリングリバ ーサル機構から、キャラクタを受信した順序とは逆の順序でストリングの各キャ ラクタを出力する手段； を具えている。 ４３．請求項４２に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、記憶装置は、読出し、書込 み及び検索を行なう手段を有する内容参照可能メモリである。 ４４．請求項４３に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、テーブルに格納された最初 の２５６のストリングは、各ストリングが、各シンボルに対してコード化された 形態を有する単一シンボルを表わし、あとに空白プレフィックスが続くシンボル に対するＡＳＣＩＩ表現である。 ４５．請求項４４に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、テーブルに格納された最初 の２５６のストリングは内容参照可能メモリの中にハードワイヤードされる。 ４６．請求項４３に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータの圧縮装置／圧縮解除装置であって、最初の２５６のストリング は格納されず、そのあとに空白プレフィックスが続くそのシンボルのＡＳＣＩＩ 表現を利用する。 ４７．ストリングリバーサル機構を具えた単一クロックサイクルデータ圧縮装置 ／圧縮解除装置であって：ａ．複数のストリングを形成するために一緒にグルー プ化された複数のメモリセルから構成され、各ストリングは複数バイトの情報を 含み、各バイトは８ピットを含み、４０９６のストリングを格納できる能力を有 する第１の記憶装置； ｂ．制御論理モジュール； ｃ．各々が１ピットの情報をキャリーできる複数のデータラインから構成され、 第１の記憶装置と制御論理モジュールに結合されたデータバス；ｄ．各々が１ピ ットの情報をキャリーできる複数のアドレスラインから構成され、第１の記憶装 置と制御論理モジュールに結合されたアドレスバス；ｅ．入力データバスの各ラ インと入力アドレスバスの各ラインを所定の論理状態電圧に予め条件設定するプ リコンディショニング手段； ｆ．アドレスラインの値によって表わされた位置で、データラインにより表わさ れた値を格納する格納手段； ｇ．格納手段と同じクロックサイクルの中で実行され、データラインの値を、格 納された全てのストリングと比較する比較手段； ｈ．データラインが、格納されたストリングのどれかと一致したとき、信号を発 生する手段；ｉ．データラインが、格納されたストリングのどれとも一致しなか ったとき、アドレスバスによって表わされた値をインクリメントする手段； ｊ．格納された値を引き続いて検索し、それをプレフィックスと拡張キャラクタ に分離する手段；ｋ．ストリングリバーサル機構によりストリングの一部として 格納されるように、拡張キャラクタをストリングリバーサル機構に出力する手段 ；１．プレフィックスをそのプレフィックスとその拡張キャラクタに分離し、拡 張キャラクタをストリングリバーサル機構に格納する手段； ｍ．次に続く各プレフィックスを、そのプレフィックスと拡張キャラクタに分離 し、ストリングの最後を表わす空白プレフィックスに達するまで各拡張キャラク タを出力する手段； ｎ．次に格納された値を検索し、それをそのプレフィックスと拡張キャラクタに 分離し、拡張キャラクタを出力し、その後に続く各プレフィックスをそのプレフ ィックスと拡張キャラクタに分離し、空白プレフィックスに達するまで各拡張キ ャラクタを出力する手段； ｏ．ストリングリバーサル機構は、数多くのストリングを格納する能力を有する 第２の記憶装置と、ストリングのキャラクタが逆の順序で出力される前にそのキ ャラクタを格納する第３の記憶装置を具えており、このストリングリバーサル機 構から、キャラクタを受信した順序とは逆の順序で、ストリングの各キャラクタ を出力する手段； を具えている。 ４８．請求項４７に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータ圧縮装置／圧縮解除装置であって、第２の記憶装置は、格納して キャラクタのストリングを逆の順序で出力する手段を有するデュアルポートラン ダムアクセスメモリから構成される。 ４９．請求項４８に規定されたストリングリバーサル機構を具えた単一クロック サイクルデータ圧縮装置／圧縮解除装置であって、第３の記憶装置は、第２の記 憶装置に格納された各ストリングに対する開始アドレスと終了アドレスを格納す る手段を有するデュアルポートランダムアクセスメモリから構成される。