海明码生成与校验电路设计实现分析

《海明码生成与校验电路设计实现分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：海明码生成与校验电路设计与实现院（系）：专业：班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：2016年1月14日目录第1章总体设计方案-1-1.1设计原理-1-1.2设计思路错误！未定义书签。1.3设计环境错误！未定义书签。第2章详细设计方案32.1顶层方案图的设计与实现32.2功能模块的设计与实现42.2.1海明码SHENGCHENG模块的设计与实现42.2.2海明码ERROR模块的设计与实现62.2.3海明码JIAOYAN模块的设计与实现………………

2、….......………………83.1编程下载错误！未定义书签。3.2硬件测试及结果分析错误！未定义书签。参考文献15附录（程序清单或电路原理图）16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。海明码是奇偶校验的一种扩充。它采用多位校验码的方式，在这些校验位中的每一位都对不同的信息数据位进行奇偶校验，通过合理地安排每个校验位对原始数据进行校验位组合，可以达到发现错

3、误，纠正错误的目的。（1）数据位和校验位的关系假设数据位有m位，如何设定校验位k的长度才能满足纠正一位错误的要求呢?我们这里做一个简单的推导。k位的校验码可以有2^k个值。如果能够满足：2^k–1>=m+k(m+k为编码后的总长度)，在理论上k个校验码就可以判断是哪一位(包括信息码和校验码)出现问题。（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，其余各位为数据位，并按从低向高逐位依

4、次排列的关系分配各数据位。 b.海明码的每一位Hi（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设计思路每个字节由8个二进制位组成，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：H12H11…H3H2H1，4个校验位P4～P1对应的海明码位号分别为：H8，H4，H2，H1。其余为数据位

5、Di，则有如下排列关系：D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1H1H2H3H4H5H6H7H8H9H10H11H12P1P2D8P4D7D6D5P8D4D3D2D1由上表可得出：P1=D2⊕D4⊕D5⊕D7⊕D8P2=D2⊕D3⊕D5⊕D6⊕D8P3=D1⊕D5⊕D6⊕D7P4=D1⊕D2⊕D3⊕D4海明码的校验：S1=P1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7⊕D8S2=P2⊕D2⊕D3⊕D5⊕D6⊕D8S3=P3⊕D1⊕D5⊕D6⊕D7S4=P4⊕D1⊕D2⊕D3⊕D41.3设计环境·硬件环境：伟福COP2000型计算机组

6、成原理实验仪、XCV200实验板、微机；·EDA环境：Xilinxfoundationf3.1设计软件、COP2000仿真软件。第2章详细设计方案2.1设计与实现实现海明码的生成与校验逻辑功能，采用原理图设计输入方式完成，电路实现基于XCV200可编程逻辑芯片。完成原理图的设计后，把输入/输出信号安排到XCV200指定的引脚上去，实现芯片的引脚锁定。原理图主要由生成，错误模块和校验三个模块组装而成的一个完整的设计实体，分别为：生成模块、校验模块、错误模块图2.1生成模块图2.2错误模块图2.3校验模块2.2功能模块的设计与

7、实现2.2.1生成模块的设计与实现（1）元件结构海明码生成模块，原理是通过输入的数据I1~I8按照公式：P1=D2⊕D4⊕D5⊕D7⊕D8P2=D2⊕D3⊕D5⊕D6⊕D8P3=D1⊕D5⊕D6⊕D7P4=D1⊕D2⊕D3⊕D4生成了4位校验码P1/P2/P3/P4，从而得出了12位海明码。图2.4生成模块内部电路（2）功能仿真对生成模块进行功能仿真，验证其功能的正确性。图2.5SHENGCHENG模块仿真结果分析：输入I1-I8为10100000，输出O1-O12为101101000000，结果是正确的海明码。2.2.2

8、错误模块的设计与实现（1）元件结构本模块的原理是通过3线8线译码器的3进1出，输出一个1，与8位输入数据中的一位异或，使之发生错误，从而得出一组错误的数据。图2.6错误产生模块内部电路（2）功能仿真对创建的ERROR元件进行功能仿真，验证其功能的正确性。图2.7ERROR模块仿真结果分析：输入L1-L3