DE3222658A1

DE3222658A1 - Verfahren und vorrichtung zum unterdruecken von fehlerhaften daten

Info

Publication number: DE3222658A1
Application number: DE19823222658
Authority: DE
Inventors: Takao Midori Yokohama Arai; Takashi Fujisawa Hoshino
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-06-17
Filing date: 1982-06-16
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE3222658C2; US4497055A; JPS57207958A

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücken von fehlerhaften Daten

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Unterdrücken von fehlerhaften Daten sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Auf dem Gebiet der Nachrichtenübertragung wird das Impulscodemodulationsverfahren (PCM-Verfahren) in zunehmendem Maße verwendet, um sowohl Video- wie auch Audio-Signale aufzeichnen und wiedergeben zu können.

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PCM-Audio-Aufzeichnungs/Wiedergabeverfahren, bei welchen eine PCM-Aufzeichnung und folgende Wiedergabe des Audiosignals vorgenommen wird, worden dabei zunehmend weiterentwickelt, um die zunehmenden Anforderungen bezüglich der Qualität der Tonwiedergabe zu erfüllen. Diese Entwicklung beruht dabei auf der Tatsache, daß die Möglichkeiten konventioneller Analog-Aufzeichnungsverfahren mehr oder weniger erschöpft sind, daß die Kosten von A/D- und D/A-Wandlern sowie von IC-Speichern sehr stark abnehmen und daß bereits vorhandene Codefehler-Korrekturverfahren zunehmend verbessert werden konnten.

Bei der Wiedergabe von PCM-aufgezeichneten Audio-Signalen können auftretende fehlerhafte Daten mit Hilfe eines vorgegebenen Fehlerkorrekturvorgangs in korrigierte Daten zurückgewandelt werden. Eine derartige Korrektur ist jedoch unter manchen Fehlerbedingungen nicht möglich. Falls dann derartige fehlerhafte Daten in ihrer Form aufrechterhalten werden, dann führen derartige Daten zu einer abnormalen Tonwiedergabe. Um dies zu vermeiden, erscheint es dann notwendig, vorhandene fehlerhafte Daten zu unterdrücken bzw. unscheinbar zu machen.

Bevor eine weitere Erörterung der Fehlerunterdrückung durchgeführt wird, sei die Aufnahme und Wiedergabe von Audiosignalen unter Verwendung des PCM-Verfahrens kurz beschrieben. Bei einem bekannten Aufzeichnungssystem wandelt ein A/D-Wandler die vorhandenen analogen Audio-Signale der beiden Kanäle für links und rechts in

3 ? 2 2 6 5 8

PCM-Digital-Signalo mil: Binürworten von "0" und "1", wobei jedes Datenwort 14 Bit umfaßt. Mit Hilfe sechs derartiger Digital-Worte werden dann Datonblöcke gebildet, die einem Fehlerkorroktur-Wortgenerator zugeführt werden, der die innerhalb jedes Datenblockes vorhandenen sechs Datenworte dazu vorwendet, mit Hilfe logischer Vorgänge zwei 14-Bit-Fehlerkorrektur-Worte P und Q zu erzeugen, welche dem jeweiligen Datenblock zugefügt werden. Der erste Datenblock besteht somit beispielsweise aus einem 8-Wort-Dicji t:al-S.i.gnal mit den Signalen L_n, R_n, L_n+1, R_n+1, R_n+2, P_n und Q_n, wobei L und R den linken und den rechten Kanal bedeuten. Um einen Schutz gegen das Auftreten von kontinuierlichen Datenfehlern beispielsweise aufgrund von Ausfällen bei der Datenreproduktion von dem Aufzeichnungsmedium zu bilden, werden die aufeinanderfolgenden Daten innerhalb eines Mischspeichers vermischt, wobei diese Vermischung in einer vorgegebenen Art und Weise vorgenommen wird. Der erste Datenblock besteht somit beispielsweise aus den Signalnen L_n, R_n__3D, L^_1-60, R_n+1__9D, L_n+2__12D, ^Rn+2-15D' ^Pn-18D ^{Und Q}n-21D' ^{wobei D gleich 16H bedcutet}' und wobei H eine Blockeinheit ist. Das auf diese Weise gemischte 8-Wort-Digital-Signal wird in der Folge einem Fehlerdetektor-Wortgenerator zugeführt, welcher ein 16-Bit-Fehlerdetektor-Wort erzeugt, das als zyklischer Überbestimmungs-Check-Code (CRCC) bezeichnet wird. Dieses CRCC-Wort wird zur Identifizierung eines Fehlerwortes innerhalb jedes Blockes verwendet und dem jeweiligen Block hinzugefügt. Die digitalen Signale mit dem hinzugefügten CRCC-Signal umfassen dabei pro Einheitsblock neun Worte und werden auf diese Weise auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet. (Im Fall eines Video-Bandes werden diese Signale nach Umwandlung in ein Standard-Fernsehformat aufgezeichnet. )

Bei der Wiedergabe wird dann das entgegengesetzte Verfahren durchgeführt. Die von dem Aufzeichnungsmedium abgenommenen Digital-Signale werden zu diesem Zweck einem Fehlerdetektor-Kreis zugeführt, in welchem das Fehlerdetektor-Wort CRCC zur Feststellung von Datenfehlern verwendet wird, wobei ein Fehlersignal abgegeben wird, falls ein Datenfehler festgestellt worden ist. Die Daten werden dann in die ursprüngliche Reihenfolge unter Verwendung eines Entmischungsspeichers zurückgebracht. Die neugeordneten Daten werden dann einem Fehlerkorrektur-Kreis zugeführt. Falls innerhalb der neugeordneten Daten aufgrund des Auftretens eines Fehleranzeige-Signals ein Datenfehler festgestellt wird, wird dieser Fehler durch logische Vorgänge unter Verwendung der Fehlerkorrektur-Worte P und Q korrigiert, wodurch die fehlerhaften Daten in die korrekte Form zurückgebracht werden. Bei Auftreten von Fehlern jedoch, welche die Korrekturfähigkeiten unter Verwendung der beiden Korrekturworte P und Q überschreiten, wird der Fehler mit Hilfe des CRCC-Codes festgestellt, worauf dann eine Unterdrückung dieses Fehlers vorgenommen wird. Manche Anordnungen sind dabei derart getroffen, daß eine Fehlerkorrektur unter Verwendung der Worte P und Q nicht durchgeführt wird, in welchem Fall einzig und allein eine Fehlerunterdrückung mit Hilfe des CRCC-Codes durchgeführt wird.

Ein bekanntes Verfahren zur Unterdrückung von fehlerhaften Daten ist beispielsweise das Verfahren, bei welchem das zuvor vorhandene Wort aufrechterhalten wird. In diesem Fall werden vorhandene fehlerhafte Daten entsprechend Fig. 1 durch die zuvor vorhandenen korrekten Daten ersetzt. Die betreffende Figur zeigt dabei die korrekte Wellenform

sowie die nach diesem Verfahren hergestellte rekonstruierte Wellenform 2. Wie sich dies anhand eines Vergleichs der Wellenform 1 mit den Datenpunkten A, B, C, D, E und F und der Wellenform 2 mit ihren Datenpunkten A, B', C, E¹ und F ergibt, treten erhebliche Unterschiede zwischen den beiden Wellenformen 1 und 2 auf. Das betreffende Verfahren der Aufrechterhaltung des vorigen Wortes besitzt somit eine relativ schlechte Tonwiedergabequalität.

Ein weiteres Fehlerunterdrückungsverfahren besteht in einer linearen Interpolation, bei welcher fehlerhafte Daten durch den Mittelwert der richtigen Daten vor und nach dem Auftreten der fehlerhaften Daten ersetzt werden, so wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Wie sich dies anhand eines Vergleichs der Fig. 1 und 2 ergibt, ergibt das Verfahren der linearen Interpolation eine bessere Fehlerunterdrückung als das Verfahren der Beibehaltung des zuvor vorhandenen Datenwortes. Die im Rahmen des Verfahrens von Fig. 2 gebildete interpolierte Wellenform 3 mit den Datenpunkten A, B", C, D, E" und F entspricht nämlich wesentlich besser der korrekten Wellenform 1 mit den Datenpunkten A, B, C, D, E und F als dies bei der Wellenform 2 von Fig. 1 der Fall ist.

Die Verwendung des linearen Interpolationsverfahrens erfordert jedoch die Durchführung verschiedener Vorgänge, wenn die Eingangsdaten unabhängige Fehler oder kontinuierliche Fehler aufweisen. Wenn nämlich bei Verwendung des linearen Interpolationsverfahrens ein unabhängiger Fehler auftritt, müssen drei Speicher vorgesehen sein, um drei aufeinanderfolgende Datenworte einzuspeichern, weil nämlich das korrekte Datenwort vor und nach dem Auf-

treten des fehlerbehafteten Datenwortes notwendig ist. Bei Verwendung des linearen Interpolationsverfahrens beim Auftreten eines kontinuierlichen Fehlers sind jedoch mehr als drei Speicher notwendig, wobei die Anzahl der notwendigen Speicher durch die Anzahl der aufeinanderfolgenden Fehlerworte bedingt ist. Fernerhin ist in letzterem Fall ein komplizierter Steuerkreis erforderlich. Unabhängig von der Notwendigkeit des Vorsehens einer größeren Anzahl von Speichern und eines kompensierten Steuerkreises und der dadurch komplizierten Gesamtschaltung ergibt sich jedoch, daß bei Verwendung dieses linearen Interpolationsverfahrens zur Fehlerunterdrückung bei kontinuierlichen Fehlern die dadurch erzielbare Wirkung relativ gering ist, weil in dem betreffenden Fall alle die vorhandenen fehlerhaften Worte jeweils durch einen Mittelwert zwischen korrekten Datenworten ersetzt werden, die am Anfang und Ende der Reihe von fehlerhaften Worten aufgetreten sind.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches bei relativ einfachem Schaltungsaufbau eine gute Unterdrückung von fehlerhaften Daten gestattet.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale erreicht.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Reihe von Datenworten in eine Form umgewandelt, in welcher bei Auftreten eines fehlerbehafteten Datenwortes das korrekte

Datenwort vor dem Auftreten des fehlerhaften Wortes anstelle des fehlerbehafteten Wortes aufrechterhalten wird, was dem Verfahren des Aufrechterhaltens des zuvor vorhandenen Datenwortes entspricht. Innerhalb der modifizierten Datenwortserie wird fernerhin in Verbindung mit jedem einzelnen Datenwort ein Mittelwert zwischen den Datenworten kurz vor und kurz danach oder ein Mittelwert zwischen dem jeweiligen Datenwort und dem darauf folgenden Datenwort gebildet. Falls das betreffende Datenwort von einem fehlerbehafteten Eingangsdatenwort abgeleitet wird, d.h. falls dasselbe einen Wert besitzt, welcher von dem zuvor gehaltenen Datenwort anstelle des fehlerbehafteten Eingangswortes abgeleitet ist, wird das betreffende Wort durch den oben erwähnten Mittelwert in Verbindung mit dem jeweiligen Datenwort ersetzt, wodurch eine Fehlerunterdrückung durchgeführt wird. In Verbindung mit der Aufrechterhaltung des zuvor vorhandenen Datenwortes innerhalb des ersten Verfahrensschrittes ergibt der Ersatz durch den Mittelwert innerhalb des zweiten Verfahrensschrittes, daß in der Tat eine Fehlerunterdrückung vorgenommen wird, bei welcher im Fall von einzelnen fehlerhaften Worten eine lineare Interpolation durch Ersatz des Mittelwertes zwischen dem Datenwort zuvor und dem Datenwort danach vorgenommen wird, während beim Auftreten einer Serie von fehlerhaften Worten das letzte fehlerhafte Wort entsprechend einer linearen Interpolation durch den Mittelwert des korrekten Datenwortes vor und nach dem Auftreten der Serie von fehlerhaften Worten ersetzt wird, während die anderen fehlerhaften Worte entsprechend dem Verfahren der Aufrechterhaltung des zuletzt vorhandenen Datenwortes durch das korrekte Datenwort vor dem Auftreten der jeweiligen fehlerhaften Serie ersetzt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich anhand der Merkmale des Anspruches 2.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche 3 bis 10.

Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des bekannten Verfahrens der Fehlerunterdrückung durch Beibehaltung des zuletzt vorhandenen korrekten Datenwortes;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des bekannten Verfahrens zur Fehlerunterdrückung durch Bildung des Mittelwertes zwischen dem letzten korrekten Datenwort zuvor und dem ersten korrekten Datenwort danach;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Unterdrückung von fehlerhaften Daten gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine graphische Darstellung von seitlichen Verlaufen von Signalen zur Erläuterung der Vorrichtung von Fig. 3;

Fig. 5 ein schematisehes Schaltdiagramm einer

zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Unterdrückung von fehlerhaften Daten gemäß der Erfindung und

Fig. 6 eine graphische Darstellung von mehreren Signalen zur Erläuterung der Vorrichtung von Fig. 5.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Unterdrücken von fehlerhaften Daten gemäß der Erfindung. Diese Vorrichtung besitzt dabei drei Datenverriegelungskreise 4, 5 und 6 zum Speichern von Daten. Diese Daten werden durch diese Verriegelungskreise 4 bis 6 in der angegebenen Reihenfolge hindurchgeleitet. Mit Hilfe eines Mittelwertbildungskreises 7 wird der Mittelwert zwischen dem Inhalt des ersten Datenverriegelungskreises 4 und des dritten Datenverriegelungskreises 6 gebildet. Mit Hilfe eines Multiplexers 8 werden die Daten von dem ersten Verriegelungskreis 4 und des Mittelwertbildungskreises 7 zur Einspeicherung an den zweiten Datenverriegelungskreis 5 geleitet. Die Zuleitung der Eingangsdaten 9 erfolgt über eine Eingangsdatenleitung.Mit Hilfe eines Fehleranzeigesignals 10 wird angezeigt, ob innerhalb der Eingangsdaten 9 ein fehlerhaftes Datenwort vorhanden ist oder nicht. Das betreffende Fehleranzeigesignal 10 besitzt dabei einen Signalwert" 1", falls ein fehlerhaftes Datenwort vorhanden ist und einen Wert "0", falls das betreffende Eingangsdatenwort korrekt ist. Bei der Aufzeichnung und Wiedergabe eines Audio-Signals mit Hilfe einer PCM-Codierung wird dabei ein bei der Aufzeichnung erzeugtes Fehlerfeststellungswort CRCC verwendet, um bei der Wiedergabe das Auftreten eines Fehlers anzuzeigen, so daß für jedes einzelne Datenwort ein Fehleranzeigesignal vorhanden ist. Fernerhin ist ein Verriegelungssjgnal 11

vorgesehen, mit welchem bei dem Datentransfer dürdh die einzelnen Verriegelungskreise 4 bis 6 dieselben verriegelt werden können. Mit Hilfe eines Interpolationssignals 12 kann fernerhin der Datenverriegelungskreis 5 verriegelt werden, wodurch erreicht wird, daß das Ausgangssignal 20 des Mittelwertbildungskreises 7 in den Datenverriegelungskreis 5 eingeleitet wird.

Die Verriegelung des Datenverriegelungskreises 4 erfolgt dabei mit Hilfe eines Verriegelungssignals 13, welches am Ausgang eines UND-Gatters 15 abgeleitet wird. Diesem UND-Gatter wird auf der einen Seite das Verriegelungssignal 11 und auf der anderen Seite das Fehleranzeige-Signal 10 zugeführt, welches zuvor innerhalb eines Inverters 14 einer Invertierung ausgesetzt worden ist. Die Verriegelung des Datenverriegelungskreises 5 hingegen erfolgt über ein ODER-Gatter 25, bei welchem auf der einen Seite das Verriegelungssignal 11 und auf der anderen Seite ein Interpolationssignal 23 zugeführt wird. Dieses Interpolationssignal 23 wird von einem UND-Gatter 22 abgeleitet, welchem auf der einen Seite das Interpolationssignal und auf der anderen Seite das Ausgangssignal 19 eines 2-Bit-Schieberegisters 16 zugeführt wird. Die Verriegelung des Datenverriegelungskreises 6 erfolgt hingegen direkt mit Hilfe des Verriegelungssignals 11. Letzterer Datenverriegelungskreis 6 ist dabei ausgangsseitig mit einer Ausgangssammelleitung versehen, über welche die fehlerunterdrückten Aufzeichnungsdaten 24 abgeleitet werden.

Die entsprechenden Datenworte einschließlich der Eingangsdaten 9 werden zuerst in dem Datenverriegelungskreis 4 eingespeichert und zwar in Abhängigkeit des Verriegelungssignals 11, das in Synchronisation mit den entsprechenden

Datenworten erzeugt wird. Die Zuleitung des Verriegelungssignals 11 erfolgt jedoch über das UND-Gatter 15, welches in Abhängigkeit des in dem Inverter 14 invertierten Pehleranzeige-Signals 10 gesteuert ist. Wenn demzufolge innerhalb der Eingangsdaten 9 ein fehlerhaftes Datenwort vorhanden ist und somit das Fehleranzeige-Signal einen hohen Spannungswert besitzt, wird demzufolge kein Verriegelungssignal 13 abgegeben. In diesem Fall verändert sich der Inhalt des Datenverriegelungskreises 4 nicht bzw. der Datenverriegelungskreis 4 hält das zuvor vorhandene Datenwort fest, welches dem vor dem fehlerhaften Datenwort auftretenden korrekten Datenwort entspricht. Der Datenverriegelungskreis 4 führt somit die Funktion durch, mit welcher anstelle des fehlerhaften Datenwortes das zuvor vorhandene korrekte Datenwort beibehalten wird.

Das Fehleranzeige-Signal 10 wird dem Eingang des 2-Bit-Schieberegisters 16 zugeführt, wobei die Steuerung dieses Schieberegisters 16 in Abhängigkeit des Verriegelungssignals 11 erfolgt. Das Ausgangssignal 19 des Schieberegisters 16 entspricht somit im wesentlichen dem Fehleranzeige-Signal 10, welches um eine Taktperiode des Verriegelungssignals 11 verzögert ist, das die Daten 17 des Verriegelungskreises 4 über den Multiplexer 8 in Abhängigkeit des Verriegelungssignals 11 dem Verriegelungskreis 5 zugeführt werden, wird durch das Ausgangssignal 19 des Schieberegisters 16 angezeigt, ob das in den Verriegelungskreis 5 transferierte Datenwort ein korrektes Datenwort ist oder einem Wert entsprechend dem zuvor vorhandenen Datenwort anstelle des fehlerhaften Datenwortes entspricht. Das Interpolationssignal 12 wird zur Verriegelung des Ausgangssignals 20 des Mittelwertbildungskreises 7 in Richtung des Verriegelungskreises 5 verwendet. Das Interpolations-

signal 12 tritt dabei zeitlich versetzt gegenüber dem Verriegelungssignal 11 auf. Die Mittelwertbildung innerhalb des Mittelwertbildungskreises 7 erfolgt somit während des Zeitintervalls der Abgabe des Verriegelungssignals 11 und der Abgabe des Interpolationssignals 12.

Mit Hilfe eines Schaltsignals 21 wird der Multiplexer 8 derart gesteuert, daß derselbe die Daten 17 des Datenverriegelungskreises 4 zum Zeitpunkt der Abgabe des Verriegelungssignals 11 hindurchläßt, während das Ausgangssignal 20 des Mittelwertbildungskreises 7 zum Zeitpunkt der Abgabe des Interpolationssignals 12 abgegeben wird. Das Interpolationssignal 12 wird dabei durch das UND-Gatter 22 geleitet, welches in Abhängigkeit des Ausgangssignals 19 des Schieberegisters 16 gesteuert ist. Das Interpolationssignal 23 wird somit nur dann abgegeben, wenn die innerhalb des Datenverriegelungskreises 5 vorhandenen Daten einen Wert entsprechend dem zuvor vorhandenen Datenwort besitzen bzw. entsprechend von einem fehlerbehafteten Eingangsdatenwort abgeleitet ist, was nur dann der Fall ist, wenn das Ausgangssignal 19 des Schieberegisters 16 einen hohen Spannungswert aufweist. Das Ausgangssignal 20 des Mittelwertbildungskreises 7 wird demzufolge in Abhängigkeit des Interpolationssignals 23 in den Datenverriegelungskreis 5 übernommen. Auf diese Weise können somit Ausgangsdaten 24 entsprechend einer Fehlerunterdrückung abgeleitet werden.

Die Funktionsweise der in Fig. 3 beschriebenen Vorrichtung soll nunmehr unter Bezuanahme auf Fig. 4 näher erläutert und beschrieben werden: Es sei angenommen, daß ein unabhängiger Fehler aufgetreten ist, bei welchem

innerhalb folgender Datenworte ;a, b und £ der Eingangsdaten 9 die Datenworte a und c korrekt sind, während das Datenwort b fehlerbehaftet ist. In diesem Fall wird das fehlerbehaftete Datenwort b nicht innerhalb des Datenverriegelungskreises 4 verriegelt, weil in diesem Fall kein Verriegelungssignal 13 vorhanden ist. Anstelle dessen hält der Datenverriegelungskreis 4 das korrekte Datenwort a. In der Folge wird das gehaltene Datenwort a in der Position des Datenwortes b transferiert bzw. innerhalb des Datenverriegelungskreises 5 in Abhängigkeit des Verriegelungssignals 11 verriegelt. Da der Inhalt der beiden Datenverriegelungskreise 4 und 5 zu diesem Zeitpunkt die Werte £ und a aufweist, erzeugt der

a + c Mittelwertbildungskreis 7 den Mittelwert =—3— . Dieser Mittelwert wird in Abhängigkeit des Interpolationssignals 23 anstelle des von dem Verriegelungskreis 4 transferierten Wertes ja innerhalb des Verriegelungskreises 5 verriegelt. Dadurch werden Aus gam, sd a ten 24 mit Fehlerunterdrückung gebildet, bei welcher das unabhängig fehlerbehaftete Eingangswort b durch den Mittelwert substituiert ist, wobei diese Substitution an einer Stelle zwischen den Worten a und £, d.h. vor und nach dem Auftreten des fehlerbehafteten Wortes b erfolgt. Dies bedeutet, daß in diesem Fall das fehlerbehaftete Wort £ durch lineare Interpolation unterdrückt worden ist.

In der Folge sei nunmehr angenommen, daß ein kontinuierlicher Fehler aufgetreten ist, in welchem Fall innerhalb einer Folge von Datenworten die Datenworte d und e der Eingangsdaten 9 jeweils fehlerbehaftet sind. In diesem Fall werden die fehlerbehafteten Datenworte d und e_ nicht innerhalb des Verriegelungskreises 4 verriegelt, weil kein

Verriegelungssignal 13 vorhanden ist. In diesem Fall hält jedoch der Datenverriegelungskreis 4 das korrekte Wort c kurz vor dem Auftreten der fehlerbehafteten Worte d und e. Dieser Wert c, welcher der Position des Datenwortes d entspricht, wird in Abhängigkeit des Verriegelungssignals 11 in den Datenverriegelungskreis 5 transferiert bzw. innerhalb desselben verriegelt. Da der Inhalt der Verriegelungskreise 4 und 6 in diesem Fall beide den Wert £ besitzen, erzeugt der Mittelwertbildungskreis den Wert ^-~—, was ebenfalls dem Wert £ entspricht. Dieser Mittelwert c wird in Abhängigkeit des Interpolationssignals 23 innerhalb des Datenverriegelungskreises 5 verriegelt, wobei der Inhalt des Datenverriegelungskreises 5 sich nicht ändert, da der Wert £ von dem Verriegelungskreis 4 in den Verriegelungskreis 5 transferiert worden ist. Dies bewirkt eine Fehlerunterdrückung, bei welcher das fehlerhafte Eingangswort d durch das korrekte Eingangswort £ kurz vor dem Auftreten des fehlerbehafteten Wortes d ersetzt worden ist. Das erste fehlerbehaftete Wort d wird demzufolge entsprechend dem Verfahren der Beibehaltung des zuvor vorhandenen Datenwortes unterdrückt. Der innerhalb des Verriegelungskreises 4 gespeicherte Wert £ entsprechend der Position des Wortes e wird auf der anderen Seite in Abhängigkeit des Verriegelungssignals 11 in den Datenverriegelungskreis transferiert bzw. innerhalb desselben verriegelt. Der transferierte Wert £ wird dabei durch den Mittelwert

—Ty— ersetzt, welcher durch den Mittelwertbildungskreis erzeugt ist, wobei letzterer den Inhalt ff des Datenverriegelungskreises 4 und den Inhalt £ des Datenverriegelungskreises 6 erhält. Dies führt zu einer Fehlerunterdrückung, bei welcher das fehlerbehaftete Eingangswort e_ durch den Mittelwert der korrekten Eingancjsworte c und ff kurz vor und nach dem Auftreten der fehlerbehafteten Worte d und e ersetzt worden ist. Das zweite fehlerbehaftete Wort e wird

demzufolge entsprechend dem Vorfahren der linearen Interpolation fehlcrunterdrückt. Der oben beschriebene Vorgang hängt dabei nicht von der Anzahl der in einer Reihe auftretenden fehlerbehafteten Worte "ab. Es sei dabei verstanden, daß das letzte der in einer kontinuierlichen Serie auftretenden fehlerhaften Worte durch lineare Interpolation unterdrückt wird, während die anderen fehlerbehafteten Worte durch das Verfahren der Auftrechterhaltung des zuvor vorhandenen Datenwortes eine Fehlerunterdrückung erhalten.

Unter Verwendung von nur drei Datenverriegelungskreisen und unter Vermeidung eines kompensierten speziellen Steuerkreises kann somit eine Fehlerunterdrückung mit linearer Interpolation und Aufrechterhaltung des zuvor vorhandenen Datenwortes erreicht werden, wobei die Art der Fehlerunterdrückung von den jeweiligen Bedingungen des Auftretens des Fehlers abhängt. Bei Vorhandensein eines einzelnen fehlerbehafteten Wortes erfolgt dabei eine Fehlerunterdrückung durch lineare Interpolation, während beim Auftreten einer Serie von fehlerbehafteten Datenworten das letzte fehlerhafte Wort durch lineare Interpolation unterdrückt wird, während die anderen fehlerbehafteten Worte durch Aufrechterhaltung des zuletzt vorhandenen korrekten Datenwortes fehlerunterdrückt werden.

Entsprechend dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Fehlerunterdrückung derart, daß innerhalb einer Datenwortserie der Wert des zuvor vorhandenen Datenwortes innerhalb des ersten Datenverriegelungskreises durch den Mittelwert zwischen den Datenworten kurz zuvor und kurz danach ersetzt wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß dasselbe Resultat einer Fehler-

Unterdrückung ebenfalls dadurch erreicht werden kann, indem der Mittelwert zwischen dem Wert des zuvor vornan·*- denen Datenwortes und dem Wort darauf verwendet wird, da der erste Datenverriegelungskreis die Funktion des Speicherns des zuvor vorhandenen Wortes durchführt. Eine derartige Ausführungsform einer Vorrichtung zur Unterdrückung fehlerhafter Daten ist in Fig. 5 gezeigt, während In Fig. 6 das Zeitdiagramm der dazugehörigen Signale aufgezeichnet ist. Dabei werden für entsprechende Komponenten oder Signale dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet. Fig. 6 zeigt somit den Verlauf des Fehleranzeige-Signals 10, des Verriegelungssignals 11, des von dem Gatter abgeleiteten Verriegelungssignals und des Ausgangssignals 19 des 2-Bit-Schieberegisters

Gemäß Fig. 5 werden die Daten über zwei Datenverriegelungskreise 30 und 31 transferiert. Die Funktion des Datenverriegelungskreises 30 ist dabei dieselbe wie des Datenverriegelungskreises 4 von Fig. 3. Der Datenverriegelungskreis 31 wird hingegen durch das Verriegelungssignal 11 verriegelt. Ein Mittelwertbildungskreis 32 erzeugt ein Mittelwertsignal 42 der Ausgangssignale und 41 der beiden Datenverriegelungskreise 30 und 31. Mit Hilfe eines Multiplexers 33 wird das Ausgangssignal des zweiten Datenverriegelungskreises 31 und das Mittelwertsignal 42 des Mittelwertbildungskreises 32 zusammengefügt, um auf diese Weise ein fehlerunterdrücktes Ausgangssignal 43 zu bilden, das auf einer Datenausgangsleitung abgegeben wird. Der Multiplexer 33 wird dabei durch das Ausgangssignal 19 des Schieberegisters 16 gesteuert, wobei das Ausgangssignal 19 im wesentlichen dem Fehleranzeige-Signal 10 entspricht, das um eine Takt-

periode des Verriegelungssignals 11 verzögert ist. Das ausgangsseitig von dem Mittelwertbildungskreis 32 abgegebene Mittelwertsignal 42 wird demzufolge durch den Multiplexer 33 hindurchgeleitet, wenn das Ausgangssignal 19 einen hohen Signalwert besitzt. Obwohl entsprechend Fig. 4 gezeigt ist, daß das Ausgangssignal 19 zur Steuerung des Multiplexers 33 dieselbe zeitliche Folge besitzt wie das Verriegelungssignal 11, so erweist es sich im Betrieb generell als vorteilhaft, wenn ein geeigneter Verzögerungskreis zwischen dem Schieberegister 16 und dem Multiplexer 33 vorgesehen ist, so daß zur Steuerung des Multiplexers 33 ein geringfügig gegenüber dem Verriegelungssignal 11 verzögertes Signal verwendet wird.

Wie sich dies anhand eines Vergleichs zwischen

a "V c Fig. 6 und 4 ergibt, nehmen nur die Werte —=— '

C + C C + f

—5— = c und —2— innerhalb des Mittelwertsignals 42 des Mittelwertbildungskreises 32 und des Ausgangssignals 20 des Mittelwertbildungskreises 7 den Platz von fehlerbehafteten Worten an. Es ergibt sich somit, daß die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung mit zwei Datenverriegelungskreisen zu demselben Resultat einer Fehlerunterdrückung führt wie die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung.

Zusammenfassend ergibt sich somit, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Fehlerunterdrückung mit linearer Interpolation und Aufrechterhaltung des zuvor vorhandenen Wortes durchgeführt wird, wobei die Art der Fehlerunterdrükkung von den jeweiligen Bedingungen des Auftretens von Fehlerstellen abhängt. Dabei k£inn die Fehlerunterdrückunq unter Verwendung einer sehr geringen Anzahl von Daten-

Verriegelungskreisen und unter Vermeidung komplizierter Steuerkreise durchgeführt werden. Die vorliegende Erfindung ist dabei insbesondere zur Fehlerunterdrückung in digitalen Audio- und/oder Audio/Video-Wiedergabesystemen verwendbar. Die vorliegende Erfindung kann dabei in Systemen eingesetzt werden, bei welchen eine Fehlerunterdrückung im Anschluß an eine Fehlerkorrektur vorgenommen wird, als auch in Systemen, bei welchem nur eine Fehlerunterdrückung ohne zuvorige Fehlerkorrektur durchgeführt wird. Dabei erweist es sich allein notwendig, daß ein Fehleranzeigesignal vorhanden ist, mit welchem die Anwesenheit bzw. Abwesenheit eines Fehlers innerhalb jedes Datenwortes der zugeführten Daten vorhanden ist, so daß die vorliegende Erfindung bei beliebigen Datenverarbeitungssystemen mit Fehlerunterdrückung einsetzbar ist.

Claims

Ansprüche

. Verfahren zum Unterdrücken von fehlerhaften Daten, welche innerhalb eines ersten Verfahrensschrittes Datenworte derart empfangen und eingespeichert werden, daß bei Vorhandenseines eines fehlerbehafteten Datenwortes anstelle des fehlerbehafteten Datenwortes das korrekte Datenwort kurz vor dem fehlerbehafteten Datenwort zur Einspeicherung gelangt,
dadurch gekennzeichnet, daß /

~ im Anschluß an den ersten Verfahrensschritt ein zweiter Verfahrensschritt durchgeführt wird, bei welchem in Verbindung mit jedem durch den ersten Verfahrensschritt abgegebenen Datenwort ein Mittelwert zwischen dem Datenwort kurz zuvor und kurz danach oder des betreffenden Datenwortes und des darauffolgenden Datenwortes erzeugt wird, und das Datenwort durch den Mittelwert ( ,· = c,· ^-~—-) ersetzt wird, falls das betreffende Datenwort von einem fehlerhaften Datenwort (b; d; e) stammte,

- und das Speichern des zuvor

vorhandenen Datenwortes innerhalb des ersten Verfahrensschrittes und das Ersetzen durch den Mittelwert innerhalb des zweiten Verfahrensschrittes eine Fehlerunterdrückung erlaubt, bei welcher bei Vorhandensein eines einzelnen fehlerbehafteten Wortes innerhalb der Eingangsdaten das betreffende fehlerbehaftete Wort durch den Mittelwert der korrekten Eingangsworte kurz vor und kurz nach dem Auftreten des fehlerbehafteten Wortes ersetzt

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wird, während beim Vorhandensein einer Serie von fehlerbehafteten Worten innerhalb der Eingangsdaten das letzte fehlerbehaftete Wort durch den Mittelwert zwischen dem Eingangswort kurz zuvor und kurz danach des fehlerbehafteten Wortes ersetzt wird, während die anderen fehlerbehafteten Worte durch das korrekte Eingangswort kurz vor dem Auftreten des fehlerbehafteten Datenwortes ersetzt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher die Eingangsdatenleitung mit einem ersten Datenverriegelungskreis verbunden ist, welcher so gesteuert ist, daß bei Empfang eines fehlerbehafteten Datenwortes das korrekte Eingangsdatenwort kurz vor dem Auftreten des fehlerbehafteten Wortes anstelle desselben zur Einspeicherung gelangt,
gekennzeichnet durch

- eine Mittelwertbildungsschaltung (7; 32), die in Verbindung mit jedem Datenwort der ersten Datenverriegelungsschaltung (4; 30) den Mittelwert der Datenworte kurz vor und kurz nach dem jeweiligen Datenwort oder zwischen dem betreffenden Datenwort und dem darauffolgenden Datenwort bildet,

und

- einen Multiplexer (8; 33), der die Datenworte der ersten Datenverriegelungsschaltung (4; 30) und den Mittelwert der Mittelwertbildungsschaltung (7; 32) zugeführt erhält und zur Fehlerunterdrückung das Datenwort der ersten

Datenverriegelungsschaltung durch den Mittelwert (—=—; = c; — ρ—-) der Mittelwertbildungsschaltung ersetzt, wenn dieses Datenwort von einem felilcrbehaf te te η Eingangswort (b; d; e) stammte.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch

zwei dem Multiplexer (8) nachgeschaltete weitere Verriegelungskreise (5, 6) aufweist, wobei der zweite Datenverriegelungskreis (5) über den Multiplexer (8) die Daten (17) des ersten Datenverriegelungskreises (4) und das Ausgangssignal (20) des Mittelwertbildungskreises (7) erhält, während der dritte Datenverriegelungskreis (6) dem Inhalt des zweiten Datenverriegelungskreises (5) zuführbar ist und wobei der mit den Ausgangssignalen des ersten und dritten Datenverriegelungskreises (4, 6) gespeiste Mittelwertbildungskreis (7) den Mittelwert der beiden Signale bildet und wobei der dritte Datenverriegelungskreis (6) mit der Ausgangsleitung verbunden ist, um auf derselben die fehlerunterdrückten Ausgangsdaten (24) abzugeben.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß dieselbe zusätzliche folgende Elemente aufweist:

a) ein erstes Element zur Abgabe eines Fehleranzeige-Signals (10), welches bei Vorhandensein eines fehlerbehafteten Datenwortes einen hohen Spannungswert besitzt,

b) ein zweites Element zur Abgabe eines Verriegelungssignals (11),

c) ein- drittes Element (14, 15), welches in Abhängigkeit des Fehleranzeige-Signals (10) des ersten Elementes und des Verriegelungssignals (11) des zweiten Elementes ein zur Steuerung des ersten Datenverriegelungskreises (4) verwendetes Verriegelungssignal (13) nur dann erzeugt, wenn das Fehleranzeige-Signal (10) einen niedrigen Spannungswert besitzt,

-A-

d) ein viertes Element (16) zur Verzögerung des Fehleranzeige-Signals (10) um eine Taktperiode des Verriegelungssignals (11) des zweiten Elementes,

f) ein fünftes Element für die Abgabe eines Interpolationssignals (12), welches zwischen den einzelnen Takten des Verriegelungssignals auftritt,

g) ein sechstes Element (22), welches in Abhängigkeit des verzögerten Anzeigesignals (19) des vierten Elementes und des Interpolationssignals (12) des fünften Elements ein Interpolationssignal (23) bildet, sobald das verzögerte Fehleranzeige-Signal (19) einen hohen Spannungswert aufweist, wobei der zweite Datenverriegelungskreis (5) in Abhängigkeit des Verriegelungssignals (11) des zweiten Elements und des Interpolationssignals (23) des sechsten Elements angesteuert ist, und

h) ein siebtes Element für die Zufuhr eines Schaltsignals (21) an den Multiplexer (8),aufgrund welchem der Inhalt (17) des ersten Datenverriegelungskreises (4) zum Zeitpunkt der Abgabe des Verriegelungssignals (11) weitergeleitet ist, während gleichzeitig das Mittelwertsignal (20) des Mittelwertbildungskreises (7) zum Zeitpunkt des Auftretens des Interpolationssignals (23) zur Weiterleitung gelangt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß das sechste Element ein UND-Gatter (22) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der zweite Datenverriegelun'Tskrcis (5) durch das Ausgangssignal eines ODER-Gatters (25) verriegelbar ist, welchem das Verrieqelunassignal (11) des zweiten Elements

und das Interpolationssignal (23) des sechsten Elements (22) zuführbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß dieselbe einen zwischen dem ersten Datenverriegelungskreis (30) und dem Multiplexer (33) angeordneten zweiten Datenverriegelungskreis (31) aufweist, welcher in Abhängigkeit des Empfangs des Ausgangssignals (40) des ersten Datenverriegelungskreises (30) ein Ausgangssignal (41) an den Multiplexer (33) abgibt, wobei der die Ausgangssignale der beiden Datenverriegelungskreise (30, 31) empfangende Mittelwertbildungskreis (32) ein Mittelwertsignal (42) bildet und wobei der Multiplexer (33) mit der Ausgangsdatenleitung verbunden ist, um auf derselben ein fehlerunterdrücktes Ausgangssignal (43) abzugeben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß dieselbe zusätzlich folgende Elemente aufweist:

a) ein erstes Element für die Abgabe eines Fehleranzeige-Signals (10), welches bei Vorhandensein eines fehlerbehafteten Datenwortes einen hohen Spannungswert besitzt,

b) ein zweites Element, welches ein Verriegelungssignal (11) an den zweiten Datenverriegelungskreis (31) abgibt,

c) ein drittes Element (14, 15), welches bei Empfang eines Fehleranzeige-Signals (10) des ersten Elements und eines Verriegelungssignals (11) des zweiten Elements ein Verriegelungssignal (13) an den ersten Datenverriegelungskreis (30) abgibt, sobald das Fehleranzeige-Signal· (10) einen niedrigen Spannungswert aufweist, und

d) ein viertes Element (16), welches das Fehleranzeige-Signal (10) um eine Taktperiode des Verrlegelungssignals (11) des zweiten Elements verzögert und ein verzögertes Fehleranzeige-Signal (19) an den Multiplexer (33) abgibt, so daß das Mittelwertsignal (42) des Mittelwertbildungskreises (32) weitergeleitet ist, sobald das verzögerte Fehleranzeige-Signal (19) einen hohen Spannungswert, aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß das dritte Element aus einem Inverter (14) und einem UND-Gatter (15) besteht, wobei dem Inverter (14) das Fehleranzeige-Signal (10) des ersten Elementes zuführbar ist, während dem UND-Gatter (15) das Ausgangssignal des Inverters (14) und das Verriegelungssignal (11) des zweiten Elementes zuführbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß das vierte Element ein 2-Bit-Sc.hieberegister (16) ist, welchem das Fehleranzeige-Signal (10) des ersten Elementes und das Verriegelungssignal (11) des zweiten Elementes zuführbar ist.