海明码生成与校验电路的设计.doc

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1、沈阳航空航天大学课程设计报告目录第1章总体设计方案11.1设计原理11.2设计思路21.3设计环境4第2章详细设计方案52.1顶层方案图的设计与实现52.1.1创建顶层图形设计文件52.1.2器件的选择与引脚锁定62.1.3编译、综合、适配72.2功能模块的设计与实现72.2.1取补模块的设计与实现72.2.2选择器模块的设计与实现102.2.3乘数补码移位寄存器模块的设计与实现132.2.4部分积移位寄存器模块的设计与实现152.2.5加法器模块的设计与实现172.3仿真调试17第3章编程下载与硬件测试203.1编程下载203.2硬件测试及结果分析20参考文献22

2、附录（电路原理图）23-24-沈阳航空航天大学课程设计报告第1章总体设计方案1.1设计原理海明校验码是由理查得·海明（RichardHanmming）于1950年提出的，它不仅具有检测错误的能力，同时还具有给出错误所在的准确位置的能力，这在通信领域有着很广泛的应用。海明校验码是在数据中加入几个校验位，并把数据的每一个二进制位分配在几个奇偶校验组中。当某一位出错后，就会引起有关的几个校验组的值发生变化，这不但可以发现出错，还能指出是哪一位出错，为自动纠错提供了证据。海明码能检测出2位错误，并能纠正1位错误。（1）数据位和校验位的关系假设校验位的个数为r，则它能表示2r

3、个信息，用其中的一个信息指出“没有错误”，其余的2r-1个信息指出错误发生在哪一位。然而错误也可能发生在校验位，因此只有k=2r-1-r个信息能用于纠正被传送数据的位数，也就是说要满足关系：2r>=k+r+1 (发现一位错) 2r-1>=k+r(发现与自动校正一位错，并发现两位错）数据位与校验位的对应关系K值最小的r值1~45~1112~2627~5758~12045678（2）海明码的编码规律若海明码的最高位号为m，最低位号为1，即HmHm-1…H2H1，则海明码的编码规律通常是： a.校验位与数据位之和为m，每个校验位Pi在海明码中被分在 2i-1的位置，其余各

4、位为数据位，并按从低向高逐位依次排列的关系分配各数据位。 b.海明码的每一位Hi-24-沈阳航空航天大学课程设计报告（包含数据位和校验位本身）由多个校验位校验，其关系是被校验的每一位位号要等于校验它的各校验位的位号之和。这样安排的目的，是希望校验的结果能正确反映出出错位的位号。1.2设计思路（一）海明码的生成：因为要求的是8位的二进制数据，所以此处的k为8，按照数据位和校验位的对应关系，r应为5，由于总校验位只是检测两位出错还是一位出错，因此设计时不必考虑它的值，设r为4，故海明码的总位数为12，可表示为：H12——H1，4个校验位P4～P1对应的海明码位号分别为：

5、H8/H4/H2/H1，则有如下排列关系：D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1按照海明码的原理得出如下的表格：海明码位号数据位/校验位参与校验的校验位位号被校验位的海明码位号=校验位位号之和H1P111=1H2P222=2H3D11,23=1+2H4P344=4H5D21,45=1+4H6D32,46=2+4H7D41,2,47=1+2+4H8P488=8H9D51,89=1+8H10D62,810=2+8H11D71,2,811=1+2+8H12D84,812=4+8P1=D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7P2=D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D7P3=D2⊕D3⊕

6、D4⊕D8P4=D5⊕D6⊕D7⊕D8（二）海明码的校验：-24-沈阳航空航天大学课程设计报告海明码校验函数（S函数）及校验过程 <偶校验> S1=P1⊕D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7S2=P2⊕D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D7S3=P3⊕D2⊕D3⊕D4⊕D8S4=P4⊕D5⊕D6⊕D7⊕D8课程设计的要求为：（1）采用自上而下的设计方法，顶层设计使用原理图设计输入方式；底层设计输入方式自行选定；（2）课程设计的电路主要应包括：寄存器·P函数发生器和门电路等。其中控制信号可选用外部开关或VHDL语言以控制器方式实现，其他部分可以调用系统资源库中的器件；（3）数据位数由指

7、导老师指定；（4）对设计电路进行仿真并验证其正确性，仿真数据由指导老师给出；（5）实现编程下载和硬件测试；（6）独立设计·调试·仿真·下载和硬件测试并通过指导老师现场验收；（7）撰写课程实验报告。课程设计的思路为：海明码的生成有着规律，通过其规律找出相同点1.3设计环境（1）硬件环境•伟福COP2000型计算机组成原理实验仪COP2000计算机组成原理实验系统由………•COP2000集成调试软件COP2000集成开发环境是为………….（2）EDA环境•Xilinxfoundationf3.1设计软件-24-沈阳航空航天大学课程设计报告图1.1Xilinxfoun