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實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

• GB2312 區(qū)位碼
• 字模碼
• 奇偶校驗(yàn)校
  • 驗(yàn)位
  • 檢錯(cuò)
• 海明碼編解碼電路基本原理
• 流水?dāng)?shù)據(jù)傳輸機(jī)制,流水暫停原理

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

(以下文字僅供google搜索)

Logisim平臺(tái),該平臺(tái)是一款數(shù)字電路模擬的教育軟件，用戶都可以通過它來學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建邏輯電路,方便簡單。它是一款基于Java 的應(yīng)用程序，可運(yùn)行在任何支持JAVA 環(huán)境的平臺(tái)，方便學(xué)生來學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和模仿數(shù)字邏輯電路。Logisim 中的主要組成部分之一就在于設(shè)計(jì)并以圖示來顯示CPU。當(dāng)然Logisim 中還有其他多種組合分析模型來對(duì)你進(jìn)行幫助，如轉(zhuǎn)換電路，表達(dá)式，布爾型和真值表等等。同時(shí)還可以重新利用小規(guī)模的電路來作為大型電路的一部分

本章所有實(shí)驗(yàn)均基于實(shí)驗(yàn)包提供的data.circ 文件完成

data.circ原始文件

https://drive.google.com/file/d/1rvhs-o0V76AwB5HZwmVZ2ycMIEs6zdS9/view?usp=sharing

data.circ完成文件

https://drive.google.com/file/d/1jbXW2mIa82wQ-gWKbYNfjss9IeCezezG/view?usp=sharing

? ?

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容_漢字編碼

_GB2312 區(qū)位號(hào)

?在ROM存儲(chǔ)器中存入25個(gè)成句的漢字,并用時(shí)鐘仿真依次顯示

GB2312字符集構(gòu)成一個(gè)94行,94列的二維表,列號(hào)稱為位號(hào),行號(hào)稱為區(qū)號(hào);每一個(gè)漢字或符號(hào)在碼表中的位置用它所在的區(qū)號(hào)和尾號(hào)來表示

? ?

計(jì)算機(jī)內(nèi)部每個(gè)漢字的區(qū)號(hào)和位號(hào)分別用一個(gè)Byte來表示:例如"學(xué)"字的區(qū)號(hào)49,位號(hào)07,區(qū)位碼即4907H

0011 0001 0000 0111

區(qū)位碼因?yàn)榕c通信使用的控制碼(00H~1FH)沖突,所以ISO2022規(guī)定每個(gè)漢字區(qū)號(hào)位號(hào)必須加上20H,"學(xué)"字的國際交換碼就是

0101 0001 0010 0111

即5127H

? ?

^注意

因?yàn)閰^(qū)號(hào)和尾號(hào)范圍是1~94所以用7bit存儲(chǔ)

設(shè)計(jì)國際碼轉(zhuǎn)區(qū)位碼電路

輸入:GB2312 16位國際碼

輸出區(qū)號(hào)行號(hào)

子電路如下

上述子電路由減法器和分離器組成

具體由實(shí)驗(yàn)文件data.circ可推知

漢字GB2312編碼實(shí)驗(yàn)

5127H 表示一個(gè)漢字…

這個(gè)項(xiàng)目就是要找一段漢字對(duì)應(yīng)的gb2312碼

比如下面這段

ced2 d2aa c1a2 c2ed b7a2 d2bb c6aa b2a9

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容_偶校驗(yàn)

_奇偶校驗(yàn)

…

設(shè)計(jì)16位數(shù)據(jù)編碼的偶校驗(yàn)編碼電路

編碼就是 16位數(shù)據(jù)的最高位置再加上一位,這位數(shù)是所有數(shù)據(jù)位的異或值(如果是奇校驗(yàn)還要取反)

? ?

需要特別注意異或門,中的多輸入行為標(biāo)簽,默認(rèn)的不是異或門

電路設(shè)計(jì)

我沒有找到按位異或的方法,下面這個(gè)子電路可以復(fù)制作為按位異或器

? ?

編碼電路

設(shè)計(jì)17位偶校驗(yàn)編碼的檢錯(cuò)電路

• 如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生

  ?

• 討論剛好有一位錯(cuò)的情況,

  如果原始數(shù)據(jù)有偶數(shù)個(gè)1,則偶校驗(yàn)位就是0,→

  1表示有錯(cuò)

  如果~有奇數(shù)個(gè)1,偶校驗(yàn)位就是1,→

  1表示有錯(cuò)

• 有兩位錯(cuò)則無法檢測出

偶校驗(yàn)傳輸測試1

沒錯(cuò)則顯示正確

出現(xiàn)一位錯(cuò)能夠檢錯(cuò)

出現(xiàn)兩位錯(cuò)則誤報(bào)

測試2

出現(xiàn)一位錯(cuò)能糾正錯(cuò)誤

出現(xiàn)兩位錯(cuò)則不能糾正

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容_海明校驗(yàn)

_海明校驗(yàn)

給你一組k位的有效信息,b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8

海明校驗(yàn)在其中插入r個(gè)校驗(yàn)位來檢測錯(cuò)誤和糾錯(cuò)

表示整個(gè)校驗(yàn)碼(校驗(yàn)位加上有效信息)

校驗(yàn)位位置

從最左邊開始插入在第2^i位,位數(shù)是相對(duì)有效信息+校驗(yàn)碼的整體而言

P1 P2 b1 P3 b2 b3 b4 P4 b5 b6 b7 b8 b9 b11 P5 …

所以信息碼與檢驗(yàn)位的位數(shù)對(duì)應(yīng)如下

1	2~4	5~11	12~26
2	3	4	5

檢驗(yàn)位是多少

例子10011101

插入ab1c001d1101(字母表示校驗(yàn)碼

a的確定由第1,3,5,7,9,…位確定

?如果是奇校驗(yàn)(要求被檢驗(yàn)位中1的個(gè)數(shù)是奇數(shù)個(gè)),

如果是偶校驗(yàn)位

bcd的確定由下表的規(guī)律:

檢驗(yàn)碼所在海明碼的位置	檢驗(yàn)的海明碼的位數(shù)
1(P1)	(1) 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
2(P2)	(2),3 6,7 10,11 14,15 18,19 22,23
4(P3)	(4),5,6,7 12,13,14,15 20,21,22,23

如果檢驗(yàn)位所在海明碼的位置是

檢驗(yàn)的海明碼的位數(shù)

糾錯(cuò)方法

這里介紹的只能糾錯(cuò)一位:

引入指錯(cuò)碼G1 G2 G3 G4 G5

?

也就是第i個(gè)指錯(cuò)碼是第i個(gè)檢驗(yàn)位的值異或它之前檢驗(yàn)的值

根據(jù)奇偶校驗(yàn)的性質(zhì),G為1,表示G對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)位所負(fù)責(zé)的組中出現(xiàn)了問題

按照先前分組的規(guī)則,糾錯(cuò)可以根據(jù)2進(jìn)制的特點(diǎn)來判斷:比如第1,2,8(G1,G2,G4)位校驗(yàn)位=1,表示第1+2+8位的數(shù)據(jù)出錯(cuò)

^注意

校驗(yàn)位本身也可能出錯(cuò)

(如果只出現(xiàn)一位錯(cuò)的話)將只有1個(gè)指錯(cuò)碼是1

設(shè)計(jì)16位數(shù)據(jù)編碼的海明校驗(yàn)編碼電路

輸入16位原始數(shù)據(jù)

輸出16位數(shù)據(jù)位,5位海明校驗(yàn)位,1位奇校驗(yàn)位(指的是所有數(shù)據(jù)位的異或再取反)

下面這個(gè)版本是廣為流傳的錯(cuò)誤版本,引以為戒↓

正確版本

校驗(yàn)位	被檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)位
P1	D1 D2 D4 D5 D7 D9 D11 D12 D14 D16
P2	D1 D3 D4 D6 D7 D10 D11 D13 D14
P3	D2 D3 D4 D8 D9 D10 D11 D15 D16
P4	D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11
P5	D12 D13 D14 D15 D16

電路

這里的檢驗(yàn)位P1 P2 P3 P4 P5采用偶檢驗(yàn);想改引腳改標(biāo)簽名字就可以了

這里一定要慎之又慎,并且影響下一步試驗(yàn)

設(shè)計(jì)22位海明校驗(yàn)碼的解碼電路

輸入22位校驗(yàn)碼

輸出…

原理分析

與上面我們談到到海明校驗(yàn)碼相比,這里多了一位奇校驗(yàn)碼,所以能夠糾兩位錯(cuò)誤,并改正一位錯(cuò)誤:

• 如果沒有錯(cuò)誤

  所有指錯(cuò)碼都為0時(shí),奇校驗(yàn)碼(指的是檢驗(yàn)全部的)也為0

• 如果有一位錯(cuò)誤

  把指錯(cuò)碼作為二進(jìn)制的位數(shù)得到的二進(jìn)制數(shù)就是出錯(cuò)的數(shù);同時(shí)奇校驗(yàn)碼為1(具體見上面的分析)

  把取反即可

• 如果有兩位錯(cuò)誤

  首先奇校驗(yàn)碼為0

  指錯(cuò)碼的變化比較大..

電路設(shè)計(jì)

奇校驗(yàn)碼	G1*G2*G3*G4*G5	??
1	0	電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤
0	0	無錯(cuò)誤
1	1	一位錯(cuò)
0	1	兩位錯(cuò)

解碼器的其他部分只要把編碼的電路拿過來稍加改動(dòng)就可以了

糾錯(cuò)部分比較麻煩

由上面分析我們知道第位取反,不過電路設(shè)計(jì)比較麻煩,這也是耗時(shí)最久的

下面的電路包含了一些debug用的東西,

我測試過,正確,能糾錯(cuò)一個(gè)字,檢查兩位錯(cuò)

Decd

這是復(fù)用器decoder,默認(rèn)下,你輸入一個(gè)5位數(shù) 10001:

輸出32位,其中第(10001)₂也就是第17位輸出是1,其余均為0

海明校驗(yàn)傳輸測試

測試編解碼電路的正確性(最多兩位錯(cuò)誤)…

_險(xiǎn)象

電路中出現(xiàn)的情況,當(dāng)X發(fā)生延遲時(shí),電路的期望輸出就會(huì)發(fā)現(xiàn)變化

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/migeater/p/9078117.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的华中科技大学 计算机组成原理 上机实验1 2018的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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