Hệ thống thông tin công nghiệp Chương 5

Vấn ₫ề bảo toàn dữ liệu Phân loại lỗi — Lỗi phát hiện ₫ược, không sửa ₫ược — Lỗi phát hiện ₫ược nhưng sửa ₫ược, và — Lỗi không phát hiện ₫ược. Giải pháp — Giải pháp phần cứng — Giải pháp phần mềm (xử lý giao thức) = Bảo toàn dữ liệu © 2004, HOÀNG MINH SƠN Phát hiện lỗi là vấn ₫ề quan trọng hàng ₫ầu! Nguyên lý cơ bản: Bổ sung thông tin dự trữ (redundancy) phục vụ kiểm soát lỗi 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2005 - HMS 3 Các vấn ₫ề cần xem xét Chiều dài thông tin...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hệ thống thông tin công nghiệp Chương 5 Hệ thống Chương 1 thông tin công nghiệp 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2004, HOÀNG MINH SƠN 1/20/2006 4.4 Bảo toàn dữ liệu 1. Vấn ₫ề bảo toàn dữ liệu 2. Phương pháp bit chẵn lẻ 3. Bit chẵn lẻ hai chiều 4. Mã vòng (CRC) 5. Nhồi bit © 2004, HOÀNG MINH SƠN 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2005 - HMS 2 1. Vấn ₫ề bảo toàn dữ liệu Phân loại lỗi — Lỗi phát hiện ₫ược, không sửa ₫ược — Lỗi phát hiện ₫ược nhưng sửa ₫ược, và — Lỗi không phát hiện ₫ược. Giải pháp — Giải pháp phần cứng — Giải pháp phần mềm (xử lý giao thức) => Bảo toàn dữ liệu Phát hiện lỗi là vấn ₫ề quan trọng hàng ₫ầu! © 2004, HOÀNG MINH SƠN Nguyên lý cơ bản: Bổ sung thông tin dự trữ (redundancy) phục vụ kiểm soát lỗi 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2005 - HMS 3 Các vấn ₫ề cần xem xét Chiều dài thông tin kiểm soát lỗi? — Dài hay ngắn thì tốt? — Tỉ lệ so với lượng thông tin ban ₫ầu? Thuật toán xác ₫ịnh thông tin kiểm soát lỗi? Biện pháp kiểm soát lỗi liên quan tới tính năng kỹ thuật nào? — Độ tin cậy — Hiệu suất sử dụng ₫ường truyền — Tính ₫ơn giản © 2004, HOÀNG MINH SƠN — Tính thời gian thực 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2005 - HMS 4 Một số khái niệm liên quan Tỉ lệ bit lỗi p là thước ₫o ₫ặc trưng cho ₫ộ nhiễu của kênh truyền dẫn, ₫ược tính bằng tỉ lệ giữa số bit bị lỗi trên tổng số bit ₫ược truyền ₫i. Tỉ lệ lỗi còn lại R là thông số ₫ặc trưng cho ₫ộ tin cậy dữ liệu của một hệ thống truyền thông, sau khi ₫ã thực hiện các biện pháp bảo toàn (kể cả truyền lại trong trường hợp phát hiện ra lỗi) Thời gian trung bình giữa hai lần lỗi TMTBF (MTBF = Mean Time Between Failures): TMTBF = n/(v*R) Ví dụ: Một bức ₫iện có chiều dài n = 100 bit ₫ược truyền liên tục với tốc ₫ộ 1200 bit/s © 2004, HOÀNG MINH SƠN R TMTBF 10-6 1 ngày 10-10 26 năm 10-14 260 000 năm 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2005 - HMS 5 Khoảng cách Hamming: thông số ₫ặc trưng cho ₫ộ bền vững của một mã dữ liệu — chính là khả năng phát hiện lỗi của một phương pháp bảo toàn dữ liệu. — HD có giá trị bằng số lượng bit lỗi tối thiểu mà không ₫ảm bảo chắc chắn phát hiện ₫ược trong một bức ₫iện. Nếu trong một bức ₫iện chỉ có thể phát hiện một cách chắc chắn k bit bị lỗi, thì HD = k+1. Hiệu suất sử dụng ₫ường truyền E = m (1-p)n/n m - Số lượng bit dữ liệu trong mỗi bức ₫iện n - Chiều dài bức ₫iện p - Tỉ lệ bit lỗi Ví dụ 1: m = 8 bit © 2004, HOÀNG MINH SƠN n = 11 bit (1 bit ₫ầu + 8 bit dữ liệu + 1 bit chẵn lẻ+ 1 bit cuối) p = 10-3 Hiệu suất truyền dữ liệu E = 0,72. 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2005 - HMS 6 2. Bit chẵn lẻ (parity bit) Ví dụ dùng parity chẵn: Dãy bit nguyên bản: 1001101 Dãy bit gửi ₫i: 10011010 Giả sử nhận ₫ược 10111010 => Lỗi phát hiện ₫ược Giả sử nhận ₫ược 11111010 => Lỗi không phát hiện ₫ược Hai kiểu parity: — Parity chẵn: Tổng số bit 1 trong bức ₫iện cuối cùng phải chẵn — Parity lẻ: Tổng số bit 1 trong bức ₫iện cuối cùng phải lẻ © 2004, HOÀNG MINH SƠN Khoảng cách Hamming: 2 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2005 - HMS 7 Ví dụ: Khung UART UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) ₫ược sử dụng khá rộng rãi Start 0 1 2 3 4 5 6 7 P Stop 0 LSB MSB 1 © 2004, HOÀNG MINH SƠN 4.4 Bảo toàn dữ liệu © 2005 - HMS 8 3. Bit chẵn lẻ hai chiều (bảo toàn khối) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. p 1. 0 1 0 0 1 0 1 1 ...