А в \ С \ D Рис 1 6 Ошибка, вызванная

-B\l000000l\000O00O0\l0010 - a) ГяГ-ГхеГоГ. Пв I B = 129 С=0 I приводит к тому, что каждый

последующий байт будет гфо-читан неверно:

а - управляемое деление Л \ В I I группы по 8; б - ошибоч-

\010 ODDOOM ООО 0Q0D\010010 5) нее деление

B = G¥ С=72в

Что же произойдет, если при считывании будет пропущен или ошибочно считан один бит? Было бы необоснованно оптимистично полагать, что на частотах порядка 1 МГц не может быть пропущен или заменен 1 бит. При записи и воспроизведении с магнитной ленты могут бьпъ ложные сигналы, некоторые сигналы могут выпадать. Поверхность дисков также не может быть абсолютно совершенной. При сголь высокой плотности данных ошибки неизбежны и необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие правильную передачу слов (групп из 16 бит). При этом не следует искать компромиссов в выборе скорости передачи данных. К счастью, такая задача в течение длительного времени изучалась и решалась специалистами по вычислительной технике. Решения, найденные для простых компьютеров, подсказали конструкторам цифровых систем звукозаписи несколько направлений действий. При последовательной передаче данных в компьютере слово представляет собой не только группу О и 1. Исторически сложи-тось так, что передача данных в компьютере осуществляется группами по 8 бит, назьгоаемыми байтами, значительно реже 16-биховыми :ловами (существо дела от этого не меняется). При передаче данных [ак назьгоаемыми асинхронными методами передаче каждого байта тргдшествует стартовый бит , а после окончания байта посылается здин или два (в зависимости от используемой системы) стоповых )ита . Поскольку часто используются два стоповых бита, рассмотрим юсылку, состоящую из одного стартового бита, группы из 8 бит (бай-а) и двух стоповых бит. Стартовым битом является О, а стоповые би-ы 1, так что каждая посьшаемая группа из 11 бит должна начинаться [улем и заканчиваться двумя единицами. В приемном устройстве 11-)итовая группа помещается в оперативное запоминающее устройство ОЗУ) и производится проверка стартовых и стоповых битов. Если зорма группы (нуль в начале, две единицы в конце) не выдержана, [роизводится последовательный сдвиг группы вправо, как показано а рис. 1.7, пока форма группы не будет удовлетворять вышеназваным требованиям. Неправильно переданный бит приведет к потере анных; может потребоваться несколько попыток отыскания годной руппы. Для каждого неправильно переданного байта эти попытки е увенчаются успехом, как это случилось бы в отсутствие стартовых стоповых битов.

Использование стартовых и стоповых битов - эффективный, ito не цинствемный метод проверки правильности передачи данных. Наряду

Стартовый. Sum Стоповые 5иты

0101110 0111 Данные

\010101 1 0111\011D1 10ai11\OD11 0101011\0

\ioioiiM\\o ОВнаримение

\l 1 о 11 о в 1110\D1101 о 10110\ 1 I

/ Неправильно

11 0111 til Неправильно 1 bii 10110 Неправильно l\ll\\\bl 101 Неправильно lbl\1\l1011 Неправильно bl11S11011 О Неправильно 111 011011 О О Неправильно

1 - Неправильно

11111011001 Неправильно 0110110011 Неправильно hi0110 01 и. npaSamno

Рис. 1.7. Использование одного стартового и двух стоповых бит (л); трехбитовый сигнал с добавленными стартовыми и стоповыми битами (б); обнаружение ошибки в первом бите (в). Биты считываются группами по И; в каждый момент времени посылка сдвигается на 1 бит. Данные считьшаются тоща, когда пойдет комбинация, начинающаяся с нуля и заканчивающаяся двумя единицами

С использованием стартовых и стоповых битов во многих вьгаислитель-ных системах используется контроль по четности, позволяюищй обнаружить ошибку. В группе из 8 бит 7 предназначаются для передачи информации, а восьмой является резервным. Этот бит используется для весьма простой проверки сигнала. Контроль по четности ocHOBait на том, что число единиц в группе из 8 должно быть всегда четным. Если число единиц нечетное, значит, при передаче данных допущена ошибка и компьютерная система может дать команду повторить передачу. При передаче каждого бита считают число единиц. Если оно четное, то оставшийся бит О, а если нечетное, то остающийся бит 1, так что байт теперь содержит четное число единиц. В приемном устройстве проверяется четность числа единиц, но при этом остается неизвестным, какой из бит неправильный.

Контроль по четности прост, однако если неправильно переданы 2 бита, то контроль может не заметить ошибки. Контроль по четности сам по себе подвержен ошибкам и правильно переданные данные может квалифицировать как неправильные. Тем не менее контроль по четности в сочетании с использованием стартовых и стоповых бит работает эффективно, что позволяет передавать массу компьютерных данных с весьма высокими скоростями. Однако приемлемые для компьютеров скорости не очень подходят для звукозаписи. Скорости последова-

тельной передачи данных в компьютерах лежат в пределах от 110 бит/с (относительно низкая скорость) до 19 600 бит/с (при такой скорости передача может стать ненадежной); однако и эта скорость недостаточна для передачи звуковой информации. Это обстоятельство будет рассмотрено позже, в частности, в гл. 3.

В целом достоинства цифрового кодирования реализуются непросто, как в случае использования лент, так и дисков. Необходимо использовать весьма высокие скорости и система обнаружения ошибок должна быть более совершенной и быстродействующей, чем в широко сегодня распространенных персональных компьютерах. Вся промьшшен-ность, обеспечивающая массовый вьшуск продукции, должна работать весьма совершенно; этому способствует единственный в мире стандарт на КД.

Глава 2. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Логические элементы - блоки, из которых строятся цифровые устройства, подобно тому как одиночный усилительный каскад является блоком, необходимым для построения усилительного устройства. Среди логических элементов можно вьщелить два основных, назьгоае-мых И или ИЛИ с определенными функциональными назначениями в отличие от устройств, предназначенных для выполнения логических операций в линейных схемах. На рис. 2.1 показан пример выполнения логического действия в линейном устройстве - включения и выключения сигнала. Цифровые логические элементы действуют приблизительно также; состояние на выходе логического эле.мента определяется состояниями на входах и подчиняется определенным правилам, формируемым в виде таблиц истинности. Отметим, что в случае аналоговой логики на один вход подается сигнал, форма которого определяет состояние включения или выключения на выходе.

Вход сигнала

Выход

Влод затвсра

Сигнал штвора

WWWV

Рис. 2.1. Линейный затвор; на входе и выходе - аналоговый сигнал; прямоуголы1ый импульс включает и вьжлючает затвор. Форма аналогового сигнала сохраняется