Конспект Часть 1 - 5 Сорока / часть 2

3.8. Технические средства кодирования и декодирования эффективных кодов

Из материала подразд. 1.4.3 следует, что в общем случае кодер источника должен содержать следующие блоки:

1)устройство декорреляции, ставящее в соответствие исходной последовательности знаков другую последовательность знаков;

2)буферное устройство, выравнивающее плотность символов перед их поступлением в линию связи.

Декодер источника соответственно должен содержать:

1)устройство преобразования последовательности кодовых комбинаций в последовательность знаков;

2)буферное устройство, выравнивающее интервалы между знаками;

3)устройство рекорреляции, осуществляющее операцию, обратную декорреляции.

Рассмотрим кодер и декодер применительно к коду Хаффмана, приведенному в табл. 1.6.

Схема кодера источника приведена на рис. 3.22. В ней можно выделить основной шифратор на элементах DD10…DD13 с регистром DD16, и вспомогательную схему управления считыванием информации, содержащую шифратор на элементах DD14, DD15 с регистром DD17. Основной шифратор обеспечивает запись в регистрDD16 кодовой комбинации, соответствующей сообщению xi (см. табл. 1.6). Вспомогательный шифратор обеспечивает запись единицы в такую ячейку регистра DD17, чтобы длина кодовой комбинации в линии связи соответствовала сообщению xi. Пусть необходимо закодировать сообщение Х8. При подаче с устройства управления(УУ) логической единицы открывается схема И DD8, остальные схемы И будут закрыты, так как на других выходах источника информации сообщения будут отсутствовать. В результате на выходах микросхем DD10, DD11 и DD12 появятся единицы, которые поступят на входы D1, D2 и D3 регистра DD16, а на входы D4 и D0 соответственно с DD13

ишины 8 поступят 0 и 1. Сигналом 1 с выхода УУ кодовое сообщение на входах D0…D4 будет записано в регистрDD16. Таким образом, в регистр будет записана кодовая комбинация01111, что соответствует кодовой комбинации сообщения Х8 табл. 1.6. Кроме того, в ячейку D0, пятую с конца регистра DD17

свыхода схемы ИЛИ DD14, будет записана 1, что соответствует длине (mi = 5) кодовой комбинации, записанной в DD16. После этого тактовыми импульсами

сгенератора DD19 кодовая комбинация считывается с DD16 на выход, и одновременно 1, записанная в ячейки D0 импульсами с элемента задержкиDD20, продвигается по регистру DD17. На пятом такте она появляется на выходе, открывает УУ, которое подает управляющий сигнал на входы схем ИDD1…DD9 ,что свидетельствует о том, что преобразование сообщения Х8 закончено и соответствующая ему кодовая комбинация передана в линию связи, и схема готова к кодированию следующего сообщения.

92

На рис. 3.23 приведена схема декодирующего устройства. Символы декодируемой кодовой комбинации, поступающие на вход D регистра DD1, продвигаются по нему импульсами тактового генератораDD2. Так как некоторые

из поступающих кодовых комбинаций начинаются с одного или нескольких нулей, то непосредственно по содержанию регистра невозможно определить начало этих комбинаций, а следовательно, и правильно их декодировать. Для однозначного определения начала каждой кодовой комбинации число ячеек регистра берут на единицу больше числа символов в самой длинной комбинации используемого эффективного кода. В дополнительной первой ячейке регистра DD1 перед поступлением в него очередной декодируемой комбинации всегда записывают единицу (вход S1). Продвигаясь по регистру, она сигнализирует о начале кодовой комбинации, а следовательно, и о ее длине. Дешифратор на элементах ИDD4…DD12 построен в соответствии с комбинациями используемого кода, в котором со стороны старшего разряда приписана лишняя единица. Например, для декодирования рассматриваемой комбинации 01111

на вход DD11 должна будет поступить кодовая комбинация101111. При поступлении в регистр последнего символа декодируемой первой комбинации (напоминаем, что код Хаффмана является префиксным) появляется 1 на выходе одной из схем И DD4…DD12, что соответствует приему сообщенияXi. Через схему ИЛИ DD14 этот импульс дает на запись сообщения в соответствующую ячейку регистра DD13, и через элемент задержки DD3 все ячейки регистра DD1 устанавливаются в исходное положение(в первой ячейке 1, в остальных 0). Далее поступает следующая кодовая комбинация, и процесс декодирования повторяется

3.9. Схемы равнозначности кодов

принимает значение, равное 1, только при попарном равенстве всех одноименных разрядов кодов.

На рис. 3.24 и 3.25 показаны две схемы, реализующие функцию F(X,Y), которые построены для n = 4 на основании полученных выражений (3.3) и (3.4) соответственно.

94

Рис. 3.23. Декодирующее устройство эффективных кодов

Схема равнозначности упрощается при использовании сумматоров по модулю 2 с открытым коллектором (рис. 3.26). В качестве сумматоров по модулю 2 используется “исключающее ИЛИ” на два входа.

Рис. 3.26. Схема равнозначности на сумматорах по модулю 2 с открытым коллектором

96

На адресные входы управляющие сигналы поступают от двоичного счетчика DD2. В зависимости от кода на входахS0…S2 к выходу Y подключается соответствующий вход xi (табл. 3.12). При передаче кодовых сообщений в ли-

нию связи без разделительных пауз на вход E постоянно подается 0, а передача с пассивными паузами осуществляется путем подачи на входE тактовых импульсов (как показано на рис. 3.28). Для обслуживания устройств с большим числом выходов производится параллельное подключение мультиплексоров.

98

Рис. 3.28. Преобразователь параллельного кода в последовательный

На рис. 3.29 показана схема преобразователя на 16 входов, а на рис. 3.30 – на 64 входа.

На входы S0 , S1, S2 поступает код, выбирающий тот или иной вход из восьми возможных в каждом коммутаторе, т.е. выбирающий сразу два одинаковых входа (рис. 3.29) или восемь входов (рис. 3.30). На какой коммутатор – DD1, DD2 (см. рис. 3.29) или DD2…DD9 (см. рис. 3.30) поступает адрес от

двоичного счетчика, зависит от сигнала на входе стробирования E . Для преобразователя на 64 выхода сигнал стробирования формируется дешифратором DD1 (рис. 3.30) при подаче на его вход кода с весами разрядов 8–16–32.

Рис. 3.29. Схема преобразователя на 16 входов

Рис. 3.30. Схема преобразователя на 64 входа

100