工業遙控器-漢明碼(Hamming Code)

2020-01-01 10:10
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1.   緣由:無線電遙控器之原理是意谓發射機傳送一串列之操纵資料(Control data),並由接受機依所接受到的操纵資料,去執行這樣所設定的工作中内容。操纵資料在微處理操纵單元(MCU)處理过程中很有可能其實電氣雜訊(Electrical Noise),元器件損壞,或者程序軟体的问題而產生錯誤資料訊息,也很可能其實無線信號傳輸过程中受环境要素干擾进而接受機接受到錯誤之資料訊息。此時,若无法即時偵錯或给予除錯校准,不仅无法執行這樣所設定之工作中内容,甚而將導致安全性上之顧慮。因而,怎样能即時偵測到所接受之操纵資料碼是不是錯誤,並给予除錯及校准,使遙控器在無安全性顧慮的环境下一切正常工作中,是遙控器设计時還要谨慎考虑的要素。

2.   定義:漢明碼是運用電腦系統之錯誤操纵編碼(Error-Control Coding)理論,將遙控器之操纵資料碼(Data Code)結合漢明長度(Hamming Distance)偵錯/除錯(ErrorDetection /Error Correction)定义及基本原理所編成之字碼(Code Word)。此字碼也是我們所謂的漢明碼,它是被设计當傳輸过程中產生錯誤訊息時,能自动被偵錯及除錯,以確保資料之正確性,一般這樣皆以漢明長度表明該字碼被偵錯及除錯的工作能力。

3.   說明:漢明長度(Hamming Distance)是一個能够 計量的實數,被定義成“一切三個”字碼間不一样位元的數目(假設X=11001100, Y=10101000, 則其HammingDistance=3),依據錯誤操纵編碼(Error-Control Coding)理論,當字碼被设计成漢明長度愈大時,其能够 被偵錯及除錯的位元數也就愈多,亦即在固定不动的資料長度時,漢明長度數字愈大,偵錯及除錯的工作能力越好。比如漢明長度等於4, 則字碼產生錯誤時数最多可偵測至2個位元錯誤及1個位元被除錯校准,視所選擇的運算方式而定。本企业採用每4個資料長度實現漢明長度³4(最少4, 较大8) 的編碼方法, 也就是每4個資料長度就可以偵測2個位元錯誤及1個位元除錯校准。若每128個資料長度採漢明長度³6的編碼方法, 也就是每128個資料長度就可以偵測3個位元錯誤及2個位元除錯校准。故僅有在固定不动資料長度下漢明長度是愈大越好, 在不一样資料長度下若僅比较漢明長度是不可以判別優劣, 以上例本企业採用的方法是明顯的合理。

理論上漢明長度愈大越好,但提升漢明長度後與資料碼結生成之字碼之职元數也就愈多,这般則牽涉到CPU之處理工作能力及資料處理速率,因而漢明長度並非理想化中的能够 随意增加, 還要依實際要求给予評估取捨。

4.   結論:為確保資料傳輸过程中之正確性,及其具備自动偵錯及除錯的作用,以确保遙控器之实际操作安全性,本企业於遙控器整體規劃時,將錯誤操纵編碼理論,實際應用於微處理操纵單元線道上,同时將CPU規格、遙控器反應时間、及其資料傳輸环境等要素統籌考虑擇優剖析後,採用漢明長度大於等於4之編碼方法編成字碼,用于傳輸操纵資料,經過長时間及不一样环境下之驗証,証實此種設計不仅能够 讓使用人隨心所有的以遙控器操纵各類型设备運作,同时都不會因錯誤資料訊息的產生而严重危害设备及人員之安全性,並且在一定的干擾所导致的錯誤訊息時能合理的除去,促使实际操作順暢,不至于走得慢。


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