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《数字电路及逻辑设计》听课笔记:07
可靠性编码
一.格雷码   在一组数的编码中,如果任意相邻代码只有一位二进制不同,即为格雷码
         典型运算规则:Gn-1=Bn-1
                      (二进制最高位与格雷码最高位相同)
                       Gi=Bi(+)Bi+1
                      (格雷码次高位到末位等于二进制码同位和高一位的异或运算)
例如 13的格雷码  (13)b=1101  (13)g=1011 
满足以上的为GREY1
      0000 0001 0011 0010
      0110 0111 0101 0100
      1100 1101 1111 1110
      1010 1011 1001 1000 
步进码 也是一种格雷码
       00000 00001 00011 00111 01111
       11111 11110 11100 11000 10000
GREY2  0000 0001 0011 0010 0110
       1110 1010 1011 1001 1000
       是GREY1的0——4位  11——15位
格雷码性质
    1.反射性  从中间两数开始向两边成对的数只有最高位不同。例如,7和8格雷1码,0100和1100,3和6的GREY2码,0010和1010。步进码也有相似性质。
    2.循环性  格雷码主要应用是循环计数。首位末位只有一位不同
 
典型格雷码转化成二进制数方法:
      Bn-1=Gn-1
      Bi=Bi+1(+)Gi
例:7的典型格雷码为0100   二进制码是0111
 
步进码的形成
7的步进码为11100   8的步进码是11100向左移动一位,最高位取反放到末位,得到11000
 
二.奇偶校验码
信息位和校验位组成。校验位取值视事先规定的1的个数奇偶而定。但只能检验出奇数位的错误,检验不出偶数位的错误。
如 规定 信息位中有奇数个1校验码为1
   10011010—>10011011  最后一位错误,机器只知道有错误,但不知道哪一位出错
又如 10011010—>10011001 有偶数个位数出错,但我们无法知道
 
三.海明码
可以检验一位错误,并且可定位错误的可靠性编码
结构:信息位(4位)+校验位(3位) [以BCD码为例]
组织:I4 I3 I2 P1 I1 P2 P3
校验规则:P1=I4(+)I3(+)I2
          P2=I4(+)I3(+)I1
          P3=I4(+)I2(+)I1
求0100的海明码
0  1  0  P1  0  P2  P3
P1=1  P2=1  P3=0
0100 的海明码为 0101010
在接收方校验,校验原则
S1=I4(+)I3(+)I2(+)P1
S2=I4(+)I3(+)I1(+)P2
S3=I4(+)I2(+)I1(+)P3
S1 S2 S3都为0时,则无错误,有一位不是0,则错误
 
错误的定位
S1S2S3 为 000,则无错
S1S2S3 为 111至001表明错误位置,最高位是7,最低位1
 
如 收到  0 0 0 1 1 1 0
S1=1   S2=0    S3=1   101=5 从右至左第5位有错误
更正为   0 0 1 1 1 1 0
所以,海明码又称纠错码
 
海明码信息位与校验位关系:
海明码位数加一 = 2~k >= k+n+1    k是校验位数,n信息位数.k为1 3 5 较常用
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