Brevet FR2532772A1 — publié le 19840309

La présente invention est relative à des systèmes de dé- tection d'erreurs en temps réel et, plus particulièrement, à des systèmes permettant de détecter des erreurs dans certains type de données binaires codées. Dans le domaine de la détection d'erreurs de données nu- mériques, les systèmes de contrôle d'erreur de parité sont bien connus et largement utilisés Toutefois, de tels systèmes de contrôle de parité exigent généralement l'utilisation d'un bit de parité supplémentaire, qui est ajouté à une chaîne de bits " 1 " et O " Généralement, les bits " 1 " sont comptés dans une longueur ou chaîne particulière de bits qui forment un seg- ment ou mot d'ordinateur Si l'on utilise le système de parité impaire, alors le nombre de bits " 1 " dans chaque mot d'ordina- teur doit être impair Si le codage particulier d'un mot d'or- dinateur particulier fournit un nombre pair de bits " 1 ", un bit de parité-"l" supplémentaire est ajouté Si le codage par- ticulier d'un mot d'ordinateur particulier fournit un nombre impair de bits " 1 ", alors un bit de parité " O " est ajouté. Il existe de nombreuses variantes du système de détection d'erreurs indiqué ci-dessus, mais elles présentent toutes cette caractéristique significative que des bits sont ajoutés aux données pour générer un profil binaire prévisible et que les erreurs sont détectées sous la forme de "violations" du profil binaire prévu Les bits ajoutés seront désignés ici sous le nom de "surcharge" et une surcharge accrue augmente la largeur de-bande nécessaire pour traiter les données En conséquence, de telles techniques ne sont pas complètement désirables. Dans le brevet U S no 4 122 441 intitulé "Erros Detec- tion and Indication System for Bi-Phase Encodel Digital Data" (Système de détection et d'indication d'erreurs pour données numériques codées en diphasé) délivré le 24 octobre 1978 à Robinson et al et cédé à la Demanderesse, est décrit un systè- me de détection d'erreurs en temps réel pour données numéri- ques codées en diphasé ou d'une manière analogue Des données codées en diphasé ou d'une manière analogue sont caractérisées par le fait qu'elles présentent deux transitions dans une position binaire, soit pour une valeur binaire " 1 ", soit pour une valeur binaire '0 " et une seule transition dans une posi- tion binaire pour l'autre valeur binaire Un tel codage pro- duit par inhérence un nombre pair de transitions correspon- dant à la valeur binaire représentée par les deux transitions entre deux apparitions successives de l'autre valeur binaire représentée par une seule transition Un contrôle du nombre de transitions de la valeur binaire représentée par deux tran- sitions fournit une indication sur l'occurrence d'un nombre impair de transitions Cela représente une condition d'erreur. Le système décrit utilise un circuit logique sensible au rythme de données binaires "l" et de données binaires O reconstitué à partir des données codées en diphasé auto-rythmées Lorsqu' une condition d'erreur est détectée, un signal d'indication d'erreur est engendré. Outre les codes diphasés permettant de coder des données binaires et qui sont caractérisés par le fait qu'ils compor- tent deux transitions dans une position binaire pour une va leur binaire choisie, il existe un certain nombre de codes connus sous le nom de "codes à double densité" tels que celui qui est connu sous le nom de code Miller, dans lequel il n'y a jamais plus d'une unique transition dans une position binai- re donnée De tels codes ne peuvent pas être traités par le système de détection d'erreurs décrit dans le brevet Robinson et al ci-dessus cité En raison du fait que les codes à double densité permettent à un canal d'une largeur de bande donnée de contenir deux fois plus de données que ne le permettent les codes diphasés, on fait un usage extensif desdits codes à dou- ble densité En conséquence, il existe un besoin important de disposer d'un système de détection d'erreurs capable d'une dé- tection d'erreurs en temps réel lorsqu'il est appliqué à des données binaires codées en code Miller à double densité ou d' une manière analogue. Suivant l'invention, il Est prévu un système de détection d'erreurs en temps réel pour données binaires codées-en code Miller à double densité ou analogues, dans lequel, au cours du décodage de la forme d'onde contenant lesdites données, des signaux sont engendrés, signaux qui indiquent les intervalles entre les transitions successives de ladite forme d'onde, lesquels intervalles, pour une forme d'onde exempt d'erreur, sont de durées courte, intermédiaire ou longue, ces durées étant entre elles dans les rapports de 2:3:4, ledit système de dé- tection d'erreurs comprenant, en combinaison, des moyens ayant des premier et second états de fonctionnement et qui sont cou- plés de manière à alterner entre ces états en réponse à chaque détection dans ladite forme d'onde d'un intervalle entre tran- sitions correspondant à ladite durée intermédiaire, un moyen pour assurer que ledit premier moyen mentionné se trouve bien dans ledit premier état en réponse à chaque détection dans la- dite forme d'onde d'un intervalle entre transitions correspon- dant à ladite durée longue, et un moyen pour engendrer un si- gnal d'erreur chaque fois que ledit premier moyen mentionné est dans ledit second état au moment de la détection d'un in- tervalle entre transitions correspondant à ladite durée longue. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. Sur ces dessins la figure 1 est un schéma logique d'un montage de dé- codage incluant le montage de détection d'erreurs de la pré- sente invention la figure 2 représente une série de formes d'onde per- mettant de décrire le fonctionnement du montage de la figure 1; la figure 3 représente une série de formes d'onde per- mettant de décrire un autre aspect du fonctionnement du monta- ge de la figure 1, et la figure 4 représente une série de formes d'onde per- mettant de décrire un type-particulier de code à double densi- té. Sur toutes les figures des dessins, les mêmes références numériques sont utilisées pour désigner des parties identiques ou analogues. Avant de procéder à un exposé d'un appareil particulier, il est bon de rappeler la nature du code Miller et d'autres codes de cette catégorie A cet effet, on-va se référer à la figure 3 sur laquelle un flot de bits de donnée arbitraire est indiqué en 10 Immédiatement au-dessous du flot 10 sont re- présentées les limites 11 des positions binaires de chaque bit de donnée Sur la ligne 12 est représenté le train d'impulsions codé en code Miller pour les bits 10 Les règles de codage du code Miller spécifient que chaque " 1 " présente une transition au milieu d'une position binaire tandis qu'un " O " présente une transition au début d'une position binaire à condition qu'au- cune transition ne se produise à une distance inférieure à une position binaire d'une autre transition En conséquence, la transition initiale exigée pour un " O " qui suit un " 1 " est "sautée" ou retardée. Pour décoder des données codées en code Miller, il con- vient d'utiliser un signal d'horloge présentant des impulsions à la moitié de l'intervalle entré positions binaires successi- ves La temporisation d'un tel signal d'horloge est représentée sur la ligne 13 de la figure 3 Une comparaison de la forme d'onde codée en code Miller de la ligne 12 avec le signal d' horloge 13 révèle que les intervalles entre transitions de la forme d'onde 12 exprimés en nombre d'impulsions d'horloge 13 sont égaux à " 2 ", " 3 "' ou " 4 " comme représenté sur la ligne 14 de la figure 3 En d'autres termes, pour une forme d'onde exempt d'erreurs, les intervalles entre transitions successi- ves de la forme d'onde sont de durées courte, intermédiaire ou longue, ces diverses durées étant dans une relation corres- pondant aux rapports 2:3:4 Rn conséquence, il est commode de se représenter une forme d'onde codée en code Miller comme consistant en une série de " 2 ", " 3 " et " 4 " représentant des nombres de demiintervalles de position binaire ou de signaux d'horloge de fréquence double Une analyse du codage Miller révèle que, pour une séquence aléatoire quelconque de bits codés, le nombre de " 3 " apparaissant entre deux " 4 " quelcon- ques doit toujours être pair C'est cette caractéristique qui constitue la base de la présente invention C'est-à-dire que si, au cours du décodage d'un flot de données codées en code Miller, on rencontre un nombre impair de " 3 " entre des " 4 " successifs, cela signifie une erreur. Une autre technique de codage à laquelle le système de détection d'erreurs suivant l'invention est applicable est re- présentée sur la figure 4 Le flot de bits de donnée 10 et la représentation de position binaire 11 sont identiques à ceux de la figure 3 à des fins de comparaisons Si le flot de don- nées 10 est codé en marque diphasée (Bi O-M), comme représenté sur la ligne 15, et si un circuit basculeur est agencé de ma- nière à provoquer une commutation d'états en réponse à chaque transition de sens positif, tout en ignorant les transitions de sens négatif, une forme d'onde codée 16 est produite Si la forme d'onde 16 est en relation avec les impulsions d'horlo- ge de fréquence double 13, les intervalles entre transitions seront définis comme indiqué sur la ligne 170 Pour faciliter l'exposé, la forme d'onde codée 16 est identifiée par la ré- TM férence HDDR II et présente la même caractéristique que dans le cas du code Miller en& ce sens qu 'il y a toujours un nombre pair de " 3 " entre des " 4 " dans un signal exempt d'erreur. Bien que cela ne soit pas représenté ici, il existe d' autres types de codage analogues au code Miller, qui peuvent être choisis pour la détection d'erreurs dans la présente in- vention L'invention est applicable à un code Miller modifié dans lequel un " 1 " présente une transition au milieu d'une po- sition binaire tandis qu'un zéro comporte une transition au début, mais la transition "sautée" ou retardée est celle du " 1 " lorsqu'un " O " le suit Si l'on inverse la définition du " 1 " et du " O " du code Miller modifié, le résultat est le code "Wood" Le codage Wood produit la même forme d'onde que le code Miller mais il apparait une demi-position binaire plus tôt Tous les codes à double densité du type Miller exigent un "préambule" contenant des transitions un-zéro-un pour per- mettre aux décodeurs de se verrouiller sur les limites des positions binaires Plus précisément, l'appareil de décodage doit détecter un 4 afin de se trouver synchronisé avec le signal codé Dans Miller, une séquence un-zéro-un produit un y 4 i. On va maintenant se référer à la figure 1, sur laquelle est représenté un système de traitement d'un flot de données codées en code Miller et de production, à partir de ce flot, d'un signal de données à niveau sans retour à zéro (NRZL) et un signal d'horloge NRZL ainsi que, si tel est le cas, un si- gnal d'erreur Les données codées sont appliquées en 20 à 1 ' entrée d'un détecteur de transition 21 de construction connue quelconque La sortie du détecteur de transition 21 est trans- mise, par l'intermédiaire d'une connexion 22, à l'entrée de remise à zéro d'un registre à décalage 23 dont l'entrée de données D est connectée à une source de tension positive ou entrée logique 1 L'entrée d'horloge du registre 23 est ali- mentée par un signal " 16 x horloge" qui fournit une fréquence d'impulsions 16 fois plus grande que la fréquence de bits de donnée Le signal " 16 x horloge" peut être produit et synchro- nisé avec la forme d'onde incidente d'une manière bien connue quelconque Le registre à décalage 23 est muni d'une pluralité de sorties désignées par C 8, C 9, C 16, C 17, C 20, C 24, C 25, C 29, et C 36 correspondant, respectivement, à des comptes représen- tant des nombres identiques à ces références numériques En conséquence, les diverses sorties du registre à décalage 23 fournissent une base de temps pour la temporisation des inter- valles entre transitions successives dans les données codées incidentes telles qu'elles sont détectées par le détecteur de transition 21. A titre d'exemple, un segment de données codées en code 2532772. Miller est représenté sur la ligne 50 de la figure 2 Au- dessous de celle-ci, sur la ligne 51 est donnée une représen- tation du signal " 16 x horloge" tandis que sur les lignes 52 à 60 sont représentées les sorties directes ou indirectes cor- respondant, respectivement, aux sorties C 8 à C 36 du registre 23 pour les données 50 Par exemple, si le registre à décalage a été mis à zéro initialement, la sortie sur C 8 se décalera d'un O logique à un 1 logique au huitième compte du signal " 16 x horloge" comme représenté surla ligne 52 La sortie C 16 assure une commutation analogue au seizième compte, comme re- présenté sur la ligne 54, et ainsi de suite. On remarquera que le segment-échantillon de la ligne,50 est composé d'un " 4 ", d'un " 3 " et d'un " 2 " dans cet ordre, comme représenté en 61, 62 et 63, respectivement En consé- quence, entre les transitions définissant la partie 61, il-ap- paraît des signaux sur chacune des sorties C 8 à C 29 Etant donné que la transition entre 61 et 62 est présente, le compte C 36 n'est pas atteint et le registre à décalage est remis à zéro pour répéter son cycle de temporisation Pour les inter- valles plus courts représentés par 62 et 63, seules les sor- ties appropriées présentent un changement d'une manière qui sera aisément comprise. En comparant la figure 2 avec la figure 3, on voit clai- rement que chaque impulsion d'horloge présente sur la ligne 13 de la figure 3 correspond à huit impulsions d'horloge présen- tes sur la ligne 51 de la figure 2 En d'autres termes, la sortie C 8 du registre à décalage 23 marque le demi-intervalle de position binaire. Comme on peut le voir en revenant à la figure 1, les sor- ties du registre à dédalage 23 sont transmises, comme indiqué par une nomenclature classique, à-une série de six portes G-1, G-2, G-3, G-4, G-S et G-6 Les portes G-1, G-2 et-G-3 sont en outre alimentées par la sortie du détecteur de transition 21 par l'intermédiaire des connexions 22 et 24 Ainsi, si le détecteur 21 produit une sortie avant que le registre à déca- lage '23 n'atteigne un compte de 20, une impulsion " 2 " appa- raitra à la sortie de la porte de G-1 Voir ligne 64 de la figure 2. Si la transition détectée apparaît entre les comptes de 20 et de 29, une impulsion " 3 " apparaîtra à la sortie de la porte G-2 Voir ligne 65 de la figure 2. Enfin, si la transition détectée apparaît entre les comp- tes de 29 et de 36, une impulsion " 4 " apparaîtra à la sortie de la porte G-3 Voir ligne 66 de la figure 2. Les portes G-4, G-5 et G-6 produisent des impulsions de temporisation respectives pour les comptes de 8, 16 et 24, respectivement, comme représenté respectivement sur les lignes 67, 68 et 69 de la figure 2. Pour assurer un traitement supplémentaire des signaux en vue d'extraire les données NRZL, il est prévu une série de bistables du type D 25, 26 et 27 interconnectés et reliés aux portes G-1 à G-5 et G-7 à G-13, comme représenté Il doit être bien entendu que des conducteurs de même numérotation sont interconnectés soit directement, soit par l'intermédiaire d'une porte d'inversion Par exemple, la sortie de la porte G-3 est inversée et appliquée aux entrées respectives des deux portes G-8 et G-13. Le signal d'horloge NRZL est extrait par un autre bista- ble du type D, 28, connecté à une porte d'inversion I-1 et à des portes G-14 à G-22, le tout comme représenté. Accessoirement au processus de décodage, il est nécessai- re de "compter" le nombre de " 3 " et cela est assuré par la sé- rie de bistables du type D, 29, 30 et 31 interconnectés comme représenté avec les portes G-23, G-24 et G-25 Les entrées d' horloge des bistables 30 et 31 reçoivent le signal " 16 x horlo- ge"l et se comportent comme un registre à décalage pour trans- férer l'état du bistable 29, c'est-à-dire le signal présent à sa sortie Q, avec un bref délai, aux sorties Q et Q du bista- ble 31, respectivement référencée 3 PO et 3 PO Comme indiqué sur le dessin, la sortie 3 PO est connectée aux entrées des portes G-7, G-15, G19, et G-24 ainsi qu'à une entrée d'une porte G-26 à des fins qui seront décrites plus loin La sortie 3 PO du bistable 31 est connectée, d'une manière analogue, aux portes G-9, G-18, G-21 et G-23. Enfin, la porte G-26 comporte une seconde entrée connec- tée à la sortie " 4 "de la porte G-3 et la sortie de la porte G-26 est reliée à l'une des entrées d'une porte G-27 La sortie C 36 du registre à décalage 23, après inversion, est appliquée à la seconde entrée de la porte G-27 Comme représenté, on obtient le signal d'erreur à la sortie de la porte G-27. Dans cet exemple, les portes G-l à G-6 et G-25 sont des portes ET tandis que toutes les autres sont des portes NON-ET. En supposant une détection sans erreur de la forme d'onde codée en code Miller 12 de la figure 3, les sorties 3 PO et 3 PO du bistable 31 sont telles que représenté sur les lignes 70 et 71 Les données NRZL à la sortie Q du bistable 26 sont telles que représenté sur laligne 72 tandis que la sortie d'horloge NRZL à la borne Q du bistable 28 est telle que représenté sur la ligne 73. Si, pour une raison quelconque, une transition dans la forme d'onde codée apparaissait en un point incorrect, comme représenté à l'intérieur du cercle 74 sur la ligne 75, le si- gnal 3 PO apparaîtrait alors comme représenté sur la ligne 76. En raison du fait que la transition à l'intérieur du cercle 74 a été retardée et apparaît maintenant comme un " 4 " au lieu d'un 11311, l'impulsion " 4 " appliquée à la porte G-26 coïncide avec un 1 logique en 3 PO, ce qui provoque l'application d'un O logique à la porte G-27, qui fournit un 1 logique à sa sor- tie comme signal d'erreur Voir ligne 77 sur la figure 3 Il doit être bien compris que l'apparition d'un compte de 36 en- gendre également un signal d'erreur. Tous les composants de la figure l à l'exception des por- tes G-26 et G-27 sont nécessaires pour décoder les données codées en code Miller En conséquence, en ajoutant juste deux portes NON-ET, à savoir les portes G-26 et G-27, on assure la détection des erreurs. Pour résumer, les signaux apparaissant aux sorties des portes G-1, G-2 et G-3 indiquent les intervalles entre des transitions successives de la forme d'onde décodée, interval- les qui, pour une forme d'onde exempte d'erreur, sont de du- rées courte, intermédiaire ou longue, durées qui sont dans une relation correspondant aux rapports 2:3:4 Les bistables 29, et 31 constituent un moyen ayant des premier et second états de fonctionnement couplé de manière à alterner entre lesdits états en réponse à chaque détection, dans la forme d' onde incidente, d'un intervalle entre transitions correspondant à ladite durée intermédiaire Si l'on applique le signal " 4 " par l'intermédiaire de la porte G-25 à l'entrée de remise à zéro du bistable 29, ce dernier est amené dans une condition choisie chaque fois qu'une sortie " 4 " apparaît à la porte G-3. Ce moyen assure que les bistables 29, 30 et 31 sont dans un premier état ou état initial en réponse à chaque détection dans la forme d'onde incidente, d'un intervalle entre transi- tions correspondant à la durée longue Chaque fois que les bistables 29, 30 et 31 sont dans leur second état au moment de la détection d'un intervalle entre transitions correspon- dant à ladite durée longue, les portes G-26 et G-27 produisent un signal d'erreur. Les portes G-23 et G-24 constituent un moyen d'achemine- ment couplé en réponse à la sortie retardée, c'est-à-dire à 3 PO et 3 PO, de manière à appliquer des signaux d'entrée, le signal " 3 ", alternativement aux entrées d'horloge et de remise à zéro du bistable 29 La porte G-25 constitue un moyen supplé- mentaire qui se comporte comme un circuit OU et est interposé entre l'entrée de remise à zéro du bistable 29 et le moyen d' acheminement. On a décrit ci-dessus le mode de réalisation actuellement préféré de la présente invention mais, bien entendu l'inven- tion n'est nullement limitée à ce mode de réalisation préféré et est susceptible de nombreuses variantes sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention tel qu'il est défini dans les revendications annexées - REVENDICATIONS 1 Système de détection d'erreurs en temps réel pour données binaires codées en code à double densité tel que le code Miller ou analogues, caractérisé en ce que, pendant le décodage de la forme d'onde contenant lesdites données, sont engendrés des signaux indicateurs des intervalles entre tran- sitions successives de ladite forme d'onde, intervalles qui, pour une forme d'onde exempte d'erreur, sont de durées courte, intermédiaire ou longue, ces durées étant entre elles dans les rapports de 2:3:4, ledit système de détection d'erreurs étant caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un moyen ( 29, 30, 31) ayant des premier et second états de fonctionne- ment, et qui est couplé de manière à alterner entre lesdits états en réponse à chaque détection, dans ladite forme d'onde, d'un intervalle entre transitions correspondant à ladite durée intermédiaire, des moyens (G-25) pour assurer que ledit premier moyen mentionné ( 29, 30, 31) est dans ledit premier état en réponse à chaque détection, dans ladite forme d'onde, d'un in- tervalle entre transitions correspondant à ladite durée longue et un moyen (G-26, G-27) pour engendrer un signal d'erreur chaque fois que ledit premier moyen mentionné ( 29, 30, 31) est dans ledit second état au moment de la détection d'un inter- valle entre transitions correspondant à ladite durée longue. 2 Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen générateur de signal d'erreur (G-26, G-27) comprend un moyen ( 23) pour engendrer un signal d'erreur cha- que fois qu'une transition de la forme d'onde n'est pas détec- té au cours d'un intervalle prédéterminé après la détection de la transition précédente, ledit intervalle prédéterminé dépassant ladite durée longue. 3 Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen générateur de signal d'erreur (G-26, G-27) comprend une porte NON-ET (G26) ayant une première entrée ( 3 Po) représentative de l'état dudit moyen ( 29, 30, 31) ayant des premier et second états de fonctionnement, une seconde entrée (" 4 "), ladite seconde entrée étant couplée en réponse à la sortie de moyens ( 21, G-3) de détection dans ladite for- me d'onde de l'apparition des transitions qui sont espacées d'une transition immédiatement précédente à raison d'un inter- valle correspondant à ladite durée longue, et une sortie pour produire ledit signal d'erreur. 4 Système suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen générateur de signal d'erreur (G-26, G-27) comprend une autre porte NON-ET (G-27) ayant une première en- trée connectée à ladite sortie de la première porte mentionnée (G-26) une seconde entrée (C 36) connectée de manière à être sensible au fonctionnement d'un moyen ( 23) qui produit un si- gnal chaque fois que l'intervalle entre des transitions suc- cessives de ladite forme d'onde dépasse une durée prédétermi- née plus grande que ladite durée longue, et une sortie conte- nant ledit signal d'erreur. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen ayant des premier et second états de fonction- nement comprend une pluralité de bistables ( 29, 30, 31) inter- connectés à la manière d'un registre à décalage, le premier bistable ( 29) jouant le rôle d'entrée et des impulsions d'hor- loge étant appliquées aux autres bistables ( 30, 31) pour pro- duire une sortie retardée ( 3 PO) indicatrice de l'état dudit premier bistable ( 29), un moyen d'acheminement de signaux (G-23, G-24) couplé de manière à être sensible à ladite sortie retardée ( 3 PO) pour appliquer des signaux d'entrée alternati- vement aux entrées d'horloge et de remise à zéro dudit premier bistable ( 25) en fonction de ladite sortie retardée ( 3 PO), et un moyen d'entrée pour ledit moyen d'acheminement de signaux (G-23, G-24), ledit moyen d'entrée étant couplé de manière à être sensible à la sortie d'un moyen ( 21, G-2) pour détecter, dans ladite forme d'onde, l'apparition des transitions qui sont espacées d'une transition immédiatement précédente à rai- son d'un intervalle correspondant à ladite durée intermédiaire. 6 Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un moyen supplémentaire (G-25) fonctionnant à la manière d'un circuit OU est interposé entre la dite entrée de remise à zéro dudit premier bistable ( 29) et ledit moyen d'achemine- ment (G-23, G-24) pour coupler ladite entrée de remise à zéro avec la sortie d'un moyen ( 21, G-3) pour détecter dans ladite forme d'onde l'apparition des transitions qui sont espacées d'une transition immédiatement précédente à raison d'un inter- valle correspondant à ladite durée longue. 7 Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ladite sortie retardée ( 3 PO) et ladite sortie ( 3 PO) du moyen ( 29, 30, 31) pour détecter dans ladite forme d'onde des transitions espacées à raison dudit intervalle de durée inter- médiaire, de transitions précédentes sont toutes deux couplées en tant qu'entrées à des moyens ( 25, 26, 27, 28) pour décoder ladite forme d'onde codée de manière à produire un signal NRZL.