Введение к работе
Актуальность' проблемы.- Широкое распространение персональных ЭВМ (ПЭВМ) стимулировало создание he. зональных архивов и банков .данных, для пополнения информацией которых ислольгуются вещательные телевизионные каналы связи с региональными информационными центрами. В то же время частота возникновения ошибок при приеме данных в ПЭВМ и считывании их во внешней памяти большой емкости не соответствует высоким требованиям к достоверности накапливаемой и долговременно хранимой информации. .
Таким образом в процессе развития т*. .нологии персональных архивов и банков данных возникаег важная научно-техническая задача повышения достоверности считываемых и принимаемых, данных.во внешней памяти и телевизионном канале персональных ЭВМ.
Эта задача применительно к оптическим накопителям ПЭВМ и телетекстовым системам начала решаться со второй половины восьмидесятых годов и является актуальной до настоящего времени. Сложность решения этой задачи обусловливается жесткими требованиям.! к объему и цене аппаратуры повышения достоверности при достаточно высоком быстродействии-последней. Важный вклад в решение этой э?"5чи внесли работы Glover N.. Shifnan J. (оптические диски). Yamada 0., Mortimer В.(телетекст). При эхом их варианты решения этой задачи опираются на развитую технологию специализированных СБИС.В данной работе предлагаются варианты решения этой задачи; при которых небольшой обьем и невысокая цена аппаратуры повышения достоверности достигается на основе новых вычислительных алгоритмов и архитектурных решений с использованием возможностей современных широко распространенныхБИС и микропроцессоров (МП).. Аппаратура считается экономичной, если она при заданных быстродействии и степени повышения достоверности обрабатываемой информации обладает сравнительно небольшой сложностью.
Целью диссертационной работы является создание специализированных ''.экономичных аппаратных средств и.вычислительных алгоритмов защиты от с .ибок, повышающие достоверность воспроизведения и прие-ма информации, без снижения скорости ее передачи.
В соответствии с поставленной целью"в диссертационной работе предлагается решение - следующих, задач:
- анализ методов, алгоритмов и аппаратуры защиты от ошибо; в системах долговременного хранения и распространения компьютерной информации; '/''
разработка вычислительных алгоритмов декодирования кодов Рида -Соломона (PC-кодов), позволяющих снизить сложность аппаратуры систем защиты от ошибок (СЗО);
создание экономичных быстродействующих микропроцессорных декодеров (МП-декодеров) РС-кодов;
создание пошаговы декодеров с минимальными затратами аппаратуры
создание помехоустойчивых устройств синхронизации СЗО;
создание СЗО оптических накопителей информации для ПЭВМ и цифровых вещательных, телевизионных каналов.
Методы исследования основаны на использовании математического аппарата высшей алгебры, комбинаторики, теории вероятностей, теории помехоустойчивого ..одирования, имитационного моделирования. Экспериментальные исследования выполнены на действующих макетах, опытных "и серийных образцах.
Научная новизна работы состоит в следующем : 1., Получены аналитические выражения для оценки вычислительное сложности процедуры алгебраического декодирования кодов Рида-Соломона в' зависимости от характеристик ошибок в канале воспроизведения или передачи информации, позволяющие выбрать экономичный вариант структурной организации декодера.
2. Доказана новая теорема о взаимосвязи компонент многочлен;
остатка от деления кодового слова на многочлен, порождающий РС-ко;
-
Созданы на основе доказанной теоремы новые вычислительны! алгоритмы пошагового декодированияPC-кода и декодеры с неполны вылавливанием ошибок, снижающие дополнительные аппаратные затрат; СЗО контроллеров внешней памяти и адаптеров телевизионного канала
-
Предложены варианты структурной организации экономичны быстродействующих МП-декодеров в контроллерах внешней памяти, ос нованные на введении пошагового декодера или устройства кодирова ния и вычисления синдромов (УКВС) для поеьшєния производительном при минимальной сложности дополнительной аппаратуры.
-
Предложен алгоритм установления блочной сину-юнизации г рекуррентной последовательности имен маркеров, позволяющий умеш шить сложность аппаратной реализации.
Практическая ценность работы состоит в создании алгоритме защиты от ошибок-при хранении и передаче информации, а также вар] антов структурной организации систем защиты от ошибок, позволяют! снизить сложность их аппаратных средств.
На основе результатов диссертации созданы:
- a -
-
Специализированные экономичные устройства кодирования и вычисления синдромов (УКВС)', позволяющие значительно ускорить процедуру исправления ошибок микропроцессорными декодерами.
-
Экономичный пошаговый декодер PC-кода с неполным, вылавливанием ошибок.
3. Микропроцессорная СЗО со встроенным УКВС для накопителей
' на лтических цилиндрах.'
4. СЗО вещательной системы распространения компьютерной ин
формации (АСРКИ-2) по телевизионным канапям с использованием сек
ционных .микропроцессоров.
Реализация и внедрение результатов работы. Созданная на основе результатов диссертационной работы микропроцессорная СЗО оптических .накопителей (с УКВС-1) встроена в контроллеры ЕС5153.0001, 'разработанные, в НИИСВТ (г.Киров).
Созданная на основе -результатов диссертационной работы СЗО
данных, передаваемых по' телевизионному каналу, встроена ч адаптер
ЕС8180, который выпускался серийно Киевским ПО "Злектронмаш", Ки
евским радиозаводом, Смелянским радиоприборным заводом в 1991 -.
1992 годах (в 1991г. быловыпущено 1500 устройств), и используется
а автоматизированной системе распространения компьютерной информа
ции по телевизионным каналам,' разработанной и реализованной в ИПРИ
АН Украины.
Апробация работы. Основные .положения диссертационной.работы докладывались и обсуждались на: Всесоюзной научно-технической конференции "Развитие теории и техники хранения информации" (г. Пенза, 1983 г.);.- областной научно-технической конференции'"Проблемы, перспективы создания и внедрения САПР, ГПС, АСУ на промышленных предприятиях " (г.Курск, .1987 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях" (г. Пенза, 1988г.); 2 республиканской научно-технической конференции "Функционально-ориентированные вычислительные системы" (г.. Алушта, 199Q г.); Международной научно-технической, конференции .готико- С; юктронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и. символьной информации", (г. Курск', 1993 г.).
Публикации. По материалам' диссертации опубликовано I*5 работ, в том числе .4 авторских свидетельства и-патент. '
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения/ пяти глав и заключения, содержащих 130
