TW482955B - High speed cyclical redundancy check system. - Google Patents

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482955 A7 ______ 五、發明説明（/ ) 發明領域 本發明係有關於循環冗贅檢查糸統，尤其是用於數位 糸統的高速循環冗赘檢查系統。 發明背景： 數位系統通常使用為系統所傳輸的循環冗贅檢查（” c R c ”） Μ做為數位數據的錯誤偵測及更正。現行之數位資訊含錯 誤更正系統，其一般必需要有固定的數據傳輸規程’以裝 配錯誤偵測及偵正。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 例如，在電腦系統中，數據依據預定規程傳輸’且在 每一位元組傳輸時執行CRC。粗略數據通過CRC模組’該模 組提供與CRC位元資訊相關的粗略數據之每一位元。此與 位元資訊可與粗略數據相連结，且與粗略數據數據一起傳 輸。然後接收粗略數據及C R C位元資訊。C R C位元資訊儲存 於媛衝器中，且錯誤偵測模式模行粗略數據上的C R C。 如 果新產生的CRC位元資訊與儲存在媛衝器中的CRC位元資訊 相符合，則接收機已正確接收粗略數據上的每一位元，且 不需錯誤偵測。如果C R C位元資訊不符合，則偵測到錯誤 且該接收機能執行錯誤偵測。 對於小產量的系統，此錯誤偵測可在固定規程上規則 地執行，係因執行此更正的上述處理為最小。然而，對於 含大數據量的系統，上述固定及具韌性的錯誤更正系統可 大大地改進產量。 另外，某些數位數據的形式不需要錯誤更正，因處該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 482955 A7 B7 五、發明説明（ι ) 資訊需要即時處理’且漏失的粗略數據對系統的操作並不 具決定性的影響。其中一例為數位語音應用。·在此例中， 錯誤更正對產物並不是影響很大。 因此，對於高速錯誤更正系統需要一種藝術性的處理 。該錯誤更正糸統為可程式者，使得通過該系統的粗略數 據可依狀況需要決定應否需要核對。此系統可性地處理不 同數據，而不需執行硬體修飾。 發明概述： 本發明說明一數位電腦系統中的數據循環冗贅檢查。 本發明使用可程式架構提供高速錯誤偵測。該系統含_ 入緩衝器，鎖存器，CRC產生器及寫入電路，及一編輯緩 衝器，其與共同匯流排结構相連接，使其在執行錯誤更 正中提供最大韌性。 如果數據不需錯誤更正的話，則數據流可處理，以 旁通C R C模組。另外，粗略數據可處理以適應不同的規程 ，使得系統不限於單一數據規程。 圖形簡述 在下列圖形中，相同的組件Μ相同的參考數據表之。 圖〗為一循環冗贅檢査系統中之實施例的方塊_ ; 圖2 Α及圖2 Β及圖2 C為圖1之循環冗贅檢查系統的詳细 示意圖； 圖3A，3B及3C為用於圖之循環冗贅檢查系統之CRC產 生器撗組之一例的詳细示意圖。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再^^本頁) 、1· 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 482955 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 圖4為圖3之C R C模組之一階段的詳细示意圖。 圖5為用於圖1之循環冗贅檢查系統之比較電路之一例 的詳细示意圖。 圖6為用於圖之循環冗贅檢查系統之鎖存器電路之一 例的詳细示意圖；及 圖7為圖1中循環冗贅檢查系統之單一循環操作之一例 的流程圖。 實施例之詳细說明： 在下文的實施例之詳细說明中，可參考附圖，且該附 圖1為本文之一部份，且應用實現本發明之特定實施例說 明之。這些實施例之說已相當詳细，足K使嫻熟於本技術 者可完成本發明，且須知可使用其他實施例，其架構可加 K改變而不偏離本發明的精神及觀點。因此下列之詳细說 明並非用於限制本發明，且本發明之精神及觀點由下文中 的申請專利範圍所定義。 圖1為一循環冗聱檢查（CRC)系統之一實施例的方塊圖 整個系統之數據流為雙向者。進入堤I〇D[l:30](圖1之左 側）的數據輸入可傳輸至埠HE[G:31]，PP[G:31]及CRC產生 器1 3 0。源至璋Η E [ 0 : 3 1 ]及P P [ 0 : 3 1 ]之數據可經由使用閘 1 8 3，1 8 5的數據匯流排1 〇 5，使用閘1 8 4， 1 8 6的數據匯流 排1 G 6而傳輸至C R C產生器1 3 Q，Κ傳輸至埠I 0 D [ G : 3 1 ]作為 輸出用。另外進入璋I 0 D [ 0 : 3 1 ]的輸入可為C R C系統1 〇 〇所 處理，且回至埠I0D[0:31]M作為輸出用。同樣地，至埠 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再_舄本頁) ，裝· 線 5 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ H E [ 0 : 3 1 ]及P P [ 0 : 3 1 ]的輸入可在C R C糸統1 0 0之內部處理， 且回至HE[0:31]及PP[0:31]。因此CRC系統100之結構為可 程式化且具彈性，K處理不同之規程及數據處理操作。 經C R C系統1 Q Q的數據流控制可由控制1 9 0執行，其何 用閘181-19，CRC致能192，輸入致能196，Doilt鎖存致能 1 9 7，及狀態致能1 9 4的輸入，控制1 9 G亦接收錯誤信號1 9 8 ，以處理錯誤更正資訊，其為C R C產生器1 3 0，論輯緩衝器 160，及比較器170所提供。 操作模式 本發明之改進架構中提供數據流及數據處理的韌tt， 其可應用多種處理模式證明之。在操作的第一模式中， CCRCC系統100藉由對閘187，188及189之致能而接收來自 對應埠C[0:7]，HE[0:31]及PP[Q:31]的平行數據。來自這 些埠之數據進入編輯緩衝器中且加K貯存，K用於往後之 處理。存於編輯緩衝器中的粗略數據可應用多種不同的規 程傳輸，然而經常碰到的規程包含存於編輯緩衝器中之暫 存器160a的8位元CRC資訊，存於編輯緩衝器的輸出中的32 位元表頭資訊，其他規程包含存於編輯緩衝器之暫存器1 6 0 a 的C R C資訊，存於暫存器1 6 Q b之3 2位元表頭9，及存於暫存 器160c中的優先及較慢決定之數據。圖1中暫存器160a的 寬度為8位元，暫存器160b的寬度為32位元，且暫存器160c 的寬度為32位元。然而對於嫻熟於本發明者應知暫存器160 暫存器之位元長度可不同，其仍在本發明的精神及觀點内 (請先閲讀背面之注意事項再_舄本頁) •裝·

、1T 線 七紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 4^955 Α7 Β7 經濟部中夬樣隼局員工消費合作社印裝 五、發明説明（ς ) 。使用三種暫存器長度並不作為限制或排他之目的。 在些操作模式中，C C R C C系統1 0 0用於接收來自C [ 0 : 7 ] ，HE [0:31]及PP [0:31]之數據，使且修正接收數據，使其 沒有錯誤。貯在於編輯媛衝器中的數據係經由選通脈衝閘 (strobing gate)187，188及189執行。圖 1所示之閘表示 相對應的8，16及32位元之平行傳輸閘。來自暫存器 160b 或暫存器160c中的數據可經由應用閘183及185的數據匯流 排向C.RC產生器130傳輸。CCRCC產生器130可由控制190經 CRC致能192而致能，因此基於在CCRCC產生器13G的輸入上 所圼現的緩衝器2位元產生一新的8位元CRC字元。CRC富入 電路132鎖存新產生的CRC字元，然後可用於比較器bl 70。 暫存器16Ga之内容亦提供予在選通脈衝閘\182上的比較器 1 7 0，且比較器1 7 0產生錯誤信號1 9 8。如果來字C C R C C產生 器130及暫存器160a的CRC字元間存在差異，則比較器170 產生一邏輯信號。規程決定是否CRC核對在暫存器160 a及 暫存器160b的内容中，但在此一實施例中，較佳者為在暫 存器1 6 0 b的內容中執行錯誤更正。現在的C C R C C系統1 0 0可 對存於暫存器1 6 0 b或暫存器1 6 G c中的數據產生C R C資訊， 再加到可為現在糸統所處理的模式數中。 在本發明的第二模式中，現在之C R C条統從中取得粗 略數據，且（1)經由對粗略數據產生適當的CRC字元而將數 據格式化以利於傳輸，且傳輸CRC至埠C[G:7] , (2)視規程 而定，傳輸粗略數據至埠ΗΕ[0··31]或PP[〇:31]。在此第二 本紙，張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨ΟΧ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再_馬本頁) -裝- 線 482955 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明（& ) 、 模式中，本CCRCC系統100接收進入I0D[0:31]的32位元字 元，且當輸入緩衝器120應用來自控制190的輸入致能196 啟動時，將該字元存於鎖存器1 1 G中。所使用之規程決定 編輯緩衝器中的3 2位元璋中那一埠接收貯存字元（粗略數 據）。例如，在一操作中，鎖存器1 1 0中的貯存字元經數據 匯流排10 5由致能閘1 8 3送至暫存器1 6 0 b。在另一例中，貯 存字元經數據匯流排105，由致能閘185送至暫存器160c。 如果鎖存器110之字元需錯誤更正，則由用於CRC字元產生 之CCRCC產生器130的CRC致能192而處理該字元所產生之 CRC字元可閘致能閘181儲存於暫存器160a中。 ' 此操作之第二模式的變動允許由32位元字元之重複選 通脈衝處理6 4位元數據，經由將來自埠I 〇 D [ G : 3 1 ]之數據 重複鎖存於鎖存器1 1 0，則可將6 4位元中的第一及第二緩 衝器2字元資訊9 Q於編輯緩衝器中，且應用數據匯流排1 1 0 及閘183和185，送至暫存器160b及暫存器160c中。在此例 中，CRC字元產生器必定只發生在64位元數據的32位元中。 然而此C C R C C系統1 0 G之韌性允許C R C可在儲存於暫存器1 6 0 b 或暫存器1 6 0 c中的3 2位元字元的程序化。 在操作的第三模式中，C C R C C系統1 0 0在I 0 D [ 0 : 3】]及 HE[ 0:31]或ΡΡ[0: 31]之間提供一”管線”流。數據流為雙向 ，且可從HE[0:31]及PP[0:31]向I0D[0:31]前進。來自 I 〇 D [ 0 : 3 1 ]的數據經輸入緩衝器1 2 0，鎖存器1 1 0，數據匯 流排105，及閘183及185向Η及P傳輸。來自HE [0:31]及 請 先 閱 讀 背 面 ί 事 項 η 訂 I線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 482955 A7 B7 五、發明説明（) P P t G : 3 1 ]的數據應用數據匯流排1 G 6，D 〇 u t鎖存1 4 0，及閘 184及186向I〇D[G:31]傳輸。數據可用三種不同格式管線 化〇 格式1在I 0 D [ G : 3 1 ]及Η間提供3 2位元傳輸； 格式2在I0D[0·· 31]及Ρ間提供32位元傳輸；及 格式3在IOD[0:31]及HE[0:31]和PP[0:31]兩者間由連 續3 2位元傳輸提供6 4位元傳輸。 注意因為每一格式在數據傳輸上可能需要或不需要 CRC，因此每一格式已乘W 2。但是在64位元格式中，CRC 資訊可只64位元字元中的32位元產生。 . 在另一操作模式中，在單一循環中C C R C C系統1 0 0提供 3 2位元字元，以使數據傳輸的速度達到最大。例如設編輯 緩衝器包含暫存器160 a中的CRC字元，暫存器160b中的表 頭字元，及暫存器160c中的粗略數據。在單循環中’（1)粗 略數據經數據匯流排1 0 6及閘1 8 6向D 〇υ t鎖存器1 4 G傳輸， (2)表頭字元已應用數據匯流排1G5及閘183執行CCRCC錯誤 核對，且（3)比較器170致能，且檢核CCRCC產生器13G8位 元輸出及暫存器1 6 0 a中的8位元數據。輸出操作隨時執行， Dout鎖存致能194啟動Dout鎖存器140，且數據在I0D[ 〇:31 中顯現。 此C C R C C糸統1 G 0之韌性及程式化已提供一模式，使得 CRC可在暫存器160c及暫存器160b的内容中執行。在此模 式中，應用數據匯流排106及閘184將輸出之内容向Dout鎖 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 i 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 哪955 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 存器1 4 0傳輸。數據匯流排1 0 5及閘1 8 5用於將暫存器1 6 0 c 的內容向CCRCC產生器130傳輸Μ產生CRC字元。CCRCC系統 1 0 0含一韌性结構，比之於其他结構，其他數據傳輸之排 列，文中所述之模式並非作為限制或排他之用° CCRCC系統100允許使用者將數據輸入Pl〇6c或H160b暫 存器及/或暫存器16Ga，且同時從狀態暫存器150讓取數 據，且將數據圼現在匯流排1D6上，且送進Dout鎖存器140 ，並離開至I 0 D [ 0 : 3 1 ]。在另一實施例中，狀態暫存器1 5 0 包含分開的次暫存器，且暫存器160相似，及多工器可視 需要將次暫存器與數據匯流排1 G 6連接。 ， 圖7為單循環操作之例。在一單循環中，CCRCC系統 1 0 0將數據輸入I 0 D [ 0 : 3 1 ]中且鎖存在鎖存器1 1 0中（步驟 7 1 0，7 2 0及7 3 0 )。輸入媛衝器失能，Μ防止數據更進一步 從輸入媛衝器12G向鎖存器110傳輸（步驟74G)。在鎖存器 1 1 0中的數據驅動入數據匯流排1 G 5 (步驟7 5 0 )。 此時可經 由數據匯流排1 G 5及閘1 8 3及1 8 5，而為對應之暫存器 1 6 0 b 或暫存器160c所使用（步驟7 6 0 )。其他搡作在相同循環中 執行，例如：狀態暫存器1 5 G可内容可使用D 〇 U t鎖存器1 4 0 向I 0 D [ 0 ·· 3 1 ]傳輸（步驟7 7 0，7 8 Q，7 9 Q及8 0 0 )。 可不偏離 本發明之精神及範圍執行其他操作。致能信號由控制190 執行。控制1 9 0之一實施例為使用組合邏輯及類比計時延 遲使用於單循環操作中的致能之計時同步。另一實施例為 應用處理器及數位計時器執行控制。可應用其他控制方法 -10- .本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再剪馬本頁)

、1Τ 線 482955 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（g) 而不偏離本發明之精神及觀點。 詳細邏輯圖 圖2A，圖2B及圖2C為圖1中CRC系統的詳细示意圖，其 中顯示比較器1 7 〇，鎖存器器1 1 〇，C R C驅動器1 3 2，狀態暫 存器150，Dout鎖存器140，及編輯緩衝器之詳细邏輯圖。 圖3A，3B及3(:為CCRCC產生器130之詳细邏輯圖。CCRCC產 生器130之一典型階段310見圖4。圖5為比較電路170之_ 實施例的詳细邏輯圖。圖6為鎖存器電路110的詳细邏輯g Ο 高速CRC56 ， 高速及緊緻C R C系統1 0 0由一先進的編輯緩衝器鎖存！g (圜2C之EB_HFF209)及圖2B之三態反相器7驅動電路207產 生。為了產生CRC，暫存器160b或暫存器160c的數據多工 後進入數據匯流排1G5(EBIO[0:31]，或圖2C的D及C)且應 用鎖存器110(圖2之isosa — crc鎖存器110)經選通脈衝進入 CCRCC產生器130在圖2中已更詳细地予以顯示。鎖存器11〇 之每一 iso sa — crc含預丘RC電，隔離，選通脈衝及鎖存器 電路。在預丘EC電時，數據匯流排1G5之線路預丘RC電至 高狀態，而CRC選通脈衝192則至低狀態，且編輯緩衝器亦 預充電。當CRC為選通脈衝92所選通時，停止預丘RC電， 寫入驅動器或編輯緩衝器啟動而允許預充電而進入數據匯 流排1 0 5。一段時間足Μ發展出充電差異，且數據鎖存於 鎖存器110，其允許下一次存取時可啟動預充電，且經隔 -11- (請先閱讀背面之注意事項再本頁} M衣- -訂 線 本紙張適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ^2955 ΑΊ Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（β) 離數據匯流排1 G 5線路上的大電容而節省電源。此時鎖存 數據且圼現於鎖存器110之Q及Q*輸出，且直至下一次存取 前皆有效，鎖存器110Q及Q*為用於CCRCC產生器130之完全 CMOS值，該CCRCC系統1 00使用一預充電法且需要穩定的DC 輸出，K適當的啟動。CRC預丘RC電失能Μ從CCRCC系統 100中產生CRC輸出。該方法與CMOX EX0CRC##電路比較， 較快且所需佈局空間較小。 结論： 雖然已應用較佳實施例說明本發明，對於嫻熟此本技 術應知有多種不同的改變與該計可用於達成相同的目的且 取代上述實施例而不偏離本發明之精神及觀點。例如，每 個暫存器中位元的數目可加Μ改變而不偏離本發明之精神 及觀點。再者，設計時與暫存器及媛衝器有關的微小變化 可加Μ執行而不偏離本發明。嫻熟於電子，計算機及通訊 者應知本發明可用多個不同之實施例完成。例如任何併有 錯誤更正的數位条統可用於本發明，Κ提高能力增強的可 程式暫存器更正。此系統包含數位聲訊，視訊，計算機， 電腦網路，及其他通訊系統。此類應用用於涵蓋上面所討 論之較佳的適應及變動。因此本發明僅為下列申請專利範 圍及其對等敘述所限制。 -12- 本紙張尺度逍用中國國家標準（匸1^)八蝴洛（210父297公釐） .* ...Λ·'.':.: vW 'v.+ (請先閲讀背面之注意事項再本頁)

訂 線

Claims (1)

1. 482955 A8 B8 C8 D8 年

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 1 ♦一種錯誤更正系統，包含： 一輸入緩衝器，與第一堤連结； 一鎖存器，與輸入鑀衝器相連结，以鎖存數據； 一編輯媛衝器，含儲存錯誤更正字元的錯誤部份及儲 存數據字元的數據部份； 一錯誤字元產生器，含一輸入及一輸出，該輸入與該 鎖存器相連结，且該輸出與編輯媛衝器相連结，基於鎖存 器中的數據產生錯誤字元； 編部 輯 一 及統排行料 該 之誤 編 结 埠糸流執資中 器錯 與 連 元正匯係之 其 衝中 入 份 字更據測埠 ， 緩器 輸 部 誤誤數偵一 統 輯衝 的 據 錯錯一誤第 糸 編媛 器 數；的該第錯至 正 及輯 生 之埠份於在而輸 更 器編 產 器一部中於，傳 誤 生在；元. 衝第誤其用料器 錯 產及號字 媛结錯且生資衝 之 元元信誤 輯連於，產之緩 項 字字誤錯及編器用埠係器輯 1 誤誤錯將 ♦，將存一元元衝編 第 錯錯 I ，结，鎖含字字鑀自 圍 與於生排連排出器據誤輯上 範 其其產流相流輸衝數錯編排 利 ，K 元匯份匯將鑀的該至流 專 路，字據部據且輯份，輸匯 請 電结正數據數，編部中傳據 申 較連更一數二器該據環埠數 如 比相誤第之第存中數循一 二 ， 一 份錯一器一鎖其於一第第 2 部的 衝 出 甩單自在 輯份 媛 輸 一之上於。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 482955 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 編輯鑀衝器的數據部份包含一表頭部份及一粗略數據部份 ，且其中數據字元埠含一用於表頭部份的表頭字元埠，及 一用於粗略字元埠的粗略字元埠。 3 ♦如申請專利範圍第1項之錯誤更正系統，其中該 編輯緩衝器的數據部份包含一表頭部份及一預決定數據與 後決定數據部份，且其中數據字元埠含一用於表頭部份的 表頭字元埠，及一用於預決定數據與後決定數據的預決定 數據與後決定數據埠。 4 ♦如串請專利範圍第1項之錯誤更正糸統，其中該 錯誤字元產生器為一循環冗赘檢査產生器。 5 ·如申請專利範圍第2項之錯誤更正系統，其中該 錯誤字元產生器為一循環冗赘檢査肩生器。 6 ·如申諝專利範圍第3項之錯誤更正系統，其中該 錯誤字元產生器為一循環冗赘檢査產生器。 7 · —種數據字元之錯誤偵測及更正方法，該數據字 元含一數據部份、一表頭部份、及一錯誤更正部份，包含 下列步驟： 同時傳輸數據部份至一鎖存器及表頭部份至一錯誤信 號產生器； 在錯誤信號產生器中執行於表頭部份之一錯誤檢査， 其運用錯誤更正部份； 由錯誤信號產生器產生一錯誤信號，該錯誤信號當錯 誤檢查偵測出一錯誤時係具有第一值而當錯誤檢査未偵測 -2 ~ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4g ( 210X297公釐） ---------^1-----訂------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 482955 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 出一錯誤時係具有第二值； 接收於鎖存器之錯誤信號，其中第一值使得鎖存器禁 止數據部份之傳輸，而第二值使得鎖存器可傳輸數據部份 ♦ 9 其中該傳輸、執行、產生及接收步驟均發生於錯誤信 號產生器之單一循環中。 8 · —種在循環冗赘檢査系統之單一循環中執行多個 操作的方法，該系統含一埠、一輸入媛衝器、一輸入鎖存 器、一第一數據匯流排、一暫存器、一輸出鎖存器、及一 第二數據匯流排，該方法包含下列步驟： 致動輸入媛衝器K接收來自埠的數據； 鎖存來自輸入媛衝器的數據於入鎖存器中； 使輸入緩衝器失能； 傳輸在輸入鎖存器的數據至第一數據匯流排；且 致動輸出鎖存器* Μ傳送第二數據匯流排的內容至該 埠，其中來自該埠之數據係傳輸於第一數據匯流排，且同 時第二數據匯流排之內容係傳輸至該埠，Κ透過該循環冗 鰲檢査系統而致能一雙向數據流。 9 .如申請專利範圍第8項之方法，更包含下列步驟： 儲存數據在暫存器的第一數據匯流排；及 處理儲存在暫存器中的數據。 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS )八4胁（210X297公釐Τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製