4.1 Разработка функциональной электрической схемы кодера

Схемная реализация циклических кодов базируется на следующих основных элементах, в соответствии с рисунком 4.1 [4].

а) триггерная ячейка;

б) сумматор по модулю два;

в) умножитель на скаляр

Рисунок 4.1 – Основные элементы

Принцип действия триггерной ячейки (регистра сдвига) поясняется на рисунке 4.2. При дискретном воздействии на входе ячейка меняет свое состояние (состоянием ячейки называется символ, содержащийся внутри ячейки). Каждое такое изменение называется тактом (шагом). На рисунке 3.2 показано изменение состояния ячейки за один шаг.

Рисунок 4.2 – Принцип действия триггерной ячейки

На основе структурной схемы кодера и ее описания можно выделить следующие функциональные блоки входящие в состав кодера:

1. Ключи К1 и К2;

2. Входной сумматор;

3. Блок управления кодером;

4. Регистр сдвига.

Ключ К2 представляет собой обычный логический элемент «И» на два входа, на один из которых подается управляющий сигнал, а на второй информационный. Когда управляющий сигнал равен логической единице, то информационный сигнал свободно пропускается через элемент «И», когда же управляющий сигнал равен нулю, то на выходе схемы «И» всегда уровень логического нуля, т.е. информационная последовательность не пропускается. Структурная электрическая схема ключа К2 изображена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 – Функциональная электрическая схема ключа К2

Ключ К1 сложнее ключа К2, т.к. в зависимости от управляющего сигнала он должен пропускать на выход либо информационную последовательность, либо проверочные символы кодового слова, сформированные регистром сдвига. Под такое определение подходит мультиплексор 2 в 1.

Рисунок 4.4 – Функциональная электрическая схема ключа К1

Рассмотрим процесс работы схемы деления полиномов, используемой при реализации схемы ФПСк в соответствии с рисунком 1.5б. Таким образом, операция деления полиномов реализуема на линейной переключательной схеме, с соответствующим образом заведенными обратными связями, расположение которых соответствуют степеням элементов полинома-делителя. Структурная электрическая схема ФПСк для заданного кода приведена на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 – Структурная электрическая схема ФПСк

Блок управления кодером представляет собой комбинацию двоичного счетчика и дешифратора. Т.к. кодовое слово составляет 279 бит, то требуется счетчик с девятью двоичными выводами. В свою очередь дешифратор должен отслеживать момент наступления тактов с первого по 265 и с 266 по 279, для получения управляющих сигналов. Отсчет счетчика происходит начиная с комбинации (000000000)₂=(0)₁₀, поэтому сброс должен происходить при достижении счетчиком комбинации (100010111)₂=(279)₁₀. Анализируя состояния счетчика с 265 по 279 такты можно сделать вывод, что для получения требуемого сигнала управления ключами требуется объединить логической функцией «ИЛИ» три младших разряда счетчика, второй функцией «ИЛИ» два разряда постарше и результаты этих двух функций объединить функцией «И» с последующей инверсией. Для сброса счетчика при достижении им комбинации (100010111)₂=(279)₁₀ требуется объединить функцией «И» те выходы счетчика, которым соответствуют единицы в двоичном представлении числа 279. Подводя итог, структурная электрическая схема блока управления кодером будет выглядеть в соответствии с рисунком 4.6. Временные диаграммы управляющих сигналов для работы ключей ФПСк представлены на рисунке 4.7.

Рисунок 4.6 – Функциональная электрическая схема кодера

Рисунок 4.7 – Временные диаграммы сигналов управления ключами

За 265 тактов в регистре образуется остаток от деления полиномов. После 265 такта ключ КЛ2 размыкается, а ключ КЛ1 переключается. С этого момента формирователь в течение 14 тактов выдает сформировавшиеся в нем проверочные символы на выход кодера. После 279 такта ФПС содержит только нули и процесс подачи информационных символов повторяется. Таким образом, период работы схемы составляет 279 тактов.