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奇偶校验发生器和奇偶校验

大多数现代通信本质上是数字的,也就是说,它是1和0的组合。数字数据通过电线(在有线通信的情况下)或无线传输。即使在高级通信模式下,在传输数据时也会有错误(由于噪声)。

最简单的错误是位的损坏,即1可以作为0传输,反之亦然。为了确认接收到的数据是否是预期的数据,我们应该能够在接收端检测到错误。

在本教程中,我们将学习奇偶校验位、偶偶校验、奇偶校验、奇偶校验发生器和奇偶校验器,通过一个实际的例子和实际的电路。

什么是奇偶校验位?

奇偶校验产生技术是数据传输中应用最广泛的错误检测技术之一。在数字系统中,当二进制数据传输和处理时,数据可能受到噪声的影响,因此噪声可以将(数据位的)0变为1,将1变为0。

因此,一个奇偶校验位被添加到包含数据的单词中,以使1的数量是偶数或奇数。包含数据位和奇偶校验位的消息从发送端发送到接收端。

在接收端,将统计消息中1的数量,如果它与发送的1不匹配,就意味着数据中有错误。因此,奇偶校验位用于检测二进制数据传输过程中的错误。

奇偶校验生成器和检查器

奇偶校验发生器是在发射机中产生奇偶校验位的组合逻辑电路。另一方面,在接收器中检查奇偶校验的电路称为奇偶校验器。在数字系统中,奇偶发生器和奇偶校验器的组合电路或装置通常用于检测传输数据中的单个比特错误。

偶校验和奇校验

数据位和奇偶校验位的和可以是偶数或奇数。在偶数奇偶校验中,增加的奇偶校验位将使1的总数成为偶数,而在奇数奇偶校验中,增加的奇偶校验位将使1的总数成为奇数。

实现奇偶电路的基本原理是奇数个1的和总是1,偶数个1的和总是0。这种错误检测和校正可以通过使用Ex-OR门来实现(因为当输入数为偶数时,Ex-OR门产生零输出)。

要产生两个比特和,一个Ex-OR门就足够了,而要添加三个比特,则需要两个Ex-OR门,如下图所示。

2位和3位和的异或门

平价发电机

它是一种组合电路,接受n-1位的数据并生成将随位流传输的附加位。这个额外的位称为奇偶校验位。

在偶校验位方案中,如果数据流中有偶数个1,则校验位为“0”;如果数据流中有奇数个1,则校验位为“1”。

在奇校验位方案中,如果数据流中有偶数个1,则奇校验位为“1”,如果数据流中有奇数个1,则奇校验位为“0”。让我们讨论偶和奇奇偶产生子。

即使平价发电机

让我们假设一个3位的消息要用一个偶校验位来传输。设三个输入A、B、C作用于电路,输出位为奇偶校验位P。1的总数必须是偶数,才能产生偶校验位P。

下图显示了偶数奇偶校验生成器的真值表,其中1作为奇偶校验位,以便当真偶校验表中1的数量为奇数时,使所有的1都为偶数。

偶数奇偶校验生成器真值表

3位消息偶奇偶发生器的k映射简化方法

用于3位偶奇偶校验发生器的K-Map

由上面的真值表,奇偶校验位的简化表达式可以写成

偶偶奇偶发生器exp

上述表达式可以通过两个Ex-OR门实现。带有两个前或门的偶偶奇偶发生器的逻辑图如下图所示。由此电路产生的三位信息连同奇偶校验器电路检查是否有错误,被传输到接收端。

为了为4位数据生成偶数奇偶校验位,需要三个Ex-OR门将4位相加,它们的和将是奇偶校验位。

偶偶奇偶发生器的逻辑电路

奇宇称发电机

让我们考虑3位数据要用奇数奇偶校验位来传输。三个输入是A B C P是输出奇偶校验位。为了产生奇数奇偶校验位,位的总数必须为奇数。

在下面给定的真值表中,1被放在奇偶位中,以便在真值表中1的总数为偶数时,使总位数为奇数。

奇奇偶校验生成器真值表

用k映射简化奇奇偶校验发生器的真值表

3位奇偶校验发生器的K-Map

该发电机电路的输出奇偶校验位表达式为

P = a⊕(bC)

通过使用一个Ex-OR门和一个Ex-NOR门实现上述布尔表达式,从而设计一个3位奇偶校验发生器。

该发生器的逻辑电路如下图所示,两个输入加在一个Ex-OR门上,这个Ex-OR输出和第三个输入加在Ex-NOR门上,产生奇偶校验位。也可以用两个Ex-OR门和一个NOT门来设计这个电路。

奇奇偶发生器的逻辑电路

奇偶校验

它是一种检查传输中可能出现的错误的逻辑电路。这个电路可以是偶数奇偶校验器,也可以是奇数奇偶校验器,这取决于在传输端产生的奇偶校验类型。当这个电路被用作偶奇偶校验器时,输入位的数目必须总是偶的。

即使是奇偶校验检查

考虑在发送端产生三个输入消息和偶数奇偶校验位。这4位被应用为奇偶校验电路的输入,它检查数据上的错误可能性。由于数据以偶数奇偶校验的方式传输,因此在电路中接收的4位必须有偶数个1。

如果有错误,则接收到的消息是奇数个1。奇偶校验器的输出用PEC(奇偶校验错误检查)表示。

下表显示了偶数奇偶校验器的真值表,如果发生错误,则PEC = 1,即接收的四个比特有奇数个1,如果没有发生错误,即如果4位消息有偶数个1,则PEC = 0。

甚至奇偶校验真值表

以上真值表可以使用K-map简化如下图所示。

K-Map用于3位偶校验器

Even-Parity-Checker-Boolean

上述偶偶校验器的逻辑表达式可以通过如图所示的三个Ex-OR门实现。如果接收到的消息由5位组成,则需要多一个Ex-OR门来进行偶校验。

偶偶校验器的逻辑电路

奇奇偶校验检查

假设在发送端传输一个带有奇数奇偶校验位的3位消息。奇奇校验电路接收这4位并检查数据中是否存在任何错误。

如果数据中1的总数为奇数,则表示没有错误,而如果1的总数为偶数,则表示错误,因为数据在发送端以奇数奇偶校验进行传输。

下图显示了奇偶校验生成器的真值表,如果接收到的4位消息包含偶数个1(因此发生了错误),则PEC= 1,如果消息包含奇数个1(这意味着没有错误),则PEC= 0。

奇奇校验真值表

以上真值表中PEC的表达式可以用K-map简化如下图所示。

3位奇偶校验器的K-Map

简化后,得到最终的PEC表达式为

PEC = (A Ex-NOR B) Ex-NOR (C Ex-NOR P)

奇奇校验器的表达式可以通过使用三个Ex-NOR门来设计,如下所示。

奇偶校验器的逻辑电路

平价生成器/检查器ICs

有不同类型的奇偶校验生成器/校验器ic可使用不同的输入配置,如5位,4位,9位,12位等。一种最常用和标准的奇偶校验发生器/校验器IC是74180。

它是一个9位奇偶校验发生器或检查器,用于检测高速数据传输或数据检索系统中的错误。下图为74180 IC的引脚图。

该IC可用于生成9位奇偶校验代码,也可用于检查9位代码(8位数据位和1位奇偶校验位)中的奇偶校验。

奇偶校验生成器检查器IC 74180

该IC由从A到H的八个奇偶校验输入和两个级联输入组成。有两个输出偶和和奇和。在实现生成器或检查器电路时,未使用的奇偶校验位必须与逻辑零绑定,级联输入不能相等。

如果这个IC被用作偶校验器,当奇偶校验错误发生时,“和偶”输出变低,“和奇”输出变高。如果这个IC被用作奇偶校验器,那么输入位的数量应该是奇数,但如果发生错误,“和奇”输出就会变低,“和偶”输出就会变高。

17的反应

  1. 如果据说设计一个奇偶校验发生器来为4位字产生奇偶校验,这是否意味着奇偶校验发生器是5位的

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