海明码生成与校验电路设计与实现范本

海明码生成与校验电路设计与实现

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

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指导教师：

完成日期： 1月14日

目录

第1章总体设计方案 ................................................ 错误!未定义书签。

1.1设计原理.............................................................. 错误!未定义书签。

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 (3)

2.1顶层方案图的设计与实现 (3)

2.2功能模块的设计与实现 (4)

2.2.1海明码SHENGCHENG模块的设计与实现 (4)

2.2.2海明码ERROR模块的设计与实现 (6)

2.2.3海明码JIAOYAN模块的设计与实现 (8)

3.1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（Richard Hanmming）于1950年提出的，它不但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，经过合理地安排每个校验位对原始数据进行校验位组合，能够达到发现错误，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位的校验码能够有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个校验码就能够判断是哪一位(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H m H m-1…H2H1，则海明码的编码规律一般是：

a.校验位与数据位之和为m，每个校验位P i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.海明码的每一位H i（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Di，则有如下排列关系：D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1

由上表可得出：

P1=D2⊕D4⊕D5⊕D7⊕D8

P2=D2⊕D3⊕D5⊕D6⊕D8

P3=D1⊕D5⊕D6⊕D7

P4=D1⊕D2⊕D3⊕D4

海明码的校验：

S1=P1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7⊕D8

S2=P2⊕D2⊕D3⊕D5⊕D6⊕D8