海明码的生成和校验

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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的设计院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术（物联网方向）班级：学号：姓名：指导教师：完成时间：2016年1月4日-2016年1月15日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11.3设计环境2第2章详细设计方案42.1顶层方案图的设计与实现42.1.1设计方案42.1.2器件的选择与引脚锁定62.2底层模块的设计与实现72.2.1产生模块的设计与实现72.2.2出错模块的设计与实现82.2.3纠正模块的设计与

2、实现102.3仿真调试11第3章编程下载与硬件测试143.1编程下载143.2硬件测试及结果分析14参考文献16附录（程序清单或电路原理图）17-18-沈阳航空航天大学课程设计报告第1章总体设计方案第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

3、组合，可以达到发现错误，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2k个值。如果能够满足：2k>=m+k+1，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次排列的关系分配各数据位。 b.海明码的

4、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（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m为8，按照数据位和校验位的对应关系，k应为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：H8/H4/H2/H1，则有如下排列关系：D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1-18-沈阳航空航天大学课程设计报告第1章总体设计方案按照海明码的原理得出如下的

5、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⊕D4⊕D8P4=D5⊕D6⊕D7⊕D8（二）海明码的校验：海明码校验函数（S函数）及校验过程 <偶校验

6、> S1=P1⊕D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7S2=P2⊕D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D7S3=P3⊕D2⊕D3⊕D4⊕D8S4=P4⊕D5⊕D6⊕D7⊕D81.3设计环境·硬件环境：伟福COP2000型计算机组成原理实验仪、XCV200实验板、微机；·EDA环境：Xilinxfoundationf3.1设计软件、COP2000仿真软件。-18-沈阳航空航天大学课程设计报告第1章总体设计方案图1.1Xilinxfoundationf3.1设计平台-18-沈阳航空航天大学课程设计报告第2章详细设计方案第2章详细设计方案2.1顶层方案图的设计与实现实现海明码的生

7、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。2.1.1设计方案顶层图形文件是由产生（如图2.1），出错(如图2.2)和纠正(如图2.3)三个模块元件组装而成的一个完整的设计实体组成。图2.1产生模块-18-沈阳航空航天大学课程设计报告第2章详细设计方案图2.2出错模块图2.3纠正模块-18-沈阳航空航天大学课程设计报告第2章详细设计方案2.1.2器件的选择与引脚锁定（1）器件的选择由于硬件设计环境是基于伟福COP2000型

8、计算机组成原理实验仪和XCV200实验板，故采用的目标芯片为XlinxXCV200可编程逻辑芯