Код Грея


Отраженный двоичный код ( RBC ), также известный как отраженный двоичный код ( RB ) или код Грея в честь Фрэнка Грея , представляет собой порядок двоичной системы счисления , при котором два последовательных значения отличаются только одним битом (двоичной цифрой).

Например, представление десятичного значения «1» в двоичном формате обычно будет « 001 », а «2» будет « 010 ». В коде Грея эти значения представлены как « 001 » и « 011 ». Таким образом, для увеличения значения с 1 до 2 требуется изменить только один бит вместо двух.

Коды Грея широко используются для предотвращения ложного вывода электромеханических переключателей и для облегчения исправления ошибок в цифровой связи, такой как цифровое наземное телевидение и некоторые системы кабельного телевидения .

Многие устройства указывают положение замыканием и размыканием переключателей. Если это устройство использует естественные двоичные коды , позиции 3 и 4 находятся рядом друг с другом, но все три бита двоичного представления различаются:

Проблема с естественными двоичными кодами заключается в том, что физические переключатели не идеальны: очень маловероятно, что физические переключатели будут изменять состояния точно синхронно. При переходе между двумя показанными выше состояниями все три переключателя меняют свое состояние. В течение короткого периода, пока все меняется, переключатели будут показывать какое-то ложное положение. Даже без keybounce переход может выглядеть как 011001101100 . Когда кажется, что переключатели находятся в положении 001 , наблюдатель не может сказать, является ли это «настоящим» положением 1 или переходным состоянием между двумя другими положениями. Если вывод подается в последовательную систему, возможно, черезкомбинационная логика , то последовательная система может сохранить ложное значение.

Эта проблема может быть решена путем изменения только одного переключателя за раз, чтобы никогда не возникала двусмысленность положения, что приводило к присвоению кодов каждому из непрерывного набора целых чисел или каждому элементу кругового списка слова символов, таких как что нет двух одинаковых кодовых слов и каждые два соседних кодовых слова отличаются ровно на один символ. Эти коды также известны как коды с единичным расстоянием , [3] [4] [5] [6] [ 7] однодистанционные , одношаговые , монострофические [8] [9] [6] [7] или синкопические коды , [8] относительно расстояния Хэмминга1 между соседними кодами.


Патент Грея вводит термин «отраженный двоичный код».
Визуализируется как обход вершин тессеракта
Код Грея на числовой прямой
Часть первой страницы патента Грея, показывающая трубку PCM (10) с отраженным двоичным кодом на табличке (15)
Вращающийся энкодер для устройств измерения угла, маркированный 3-битным двоично-отраженным кодом Грея (BRGC)
Абсолютный поворотный энкодер с кодом Грея с 13 дорожками. Корпус, диск прерывателя и источник света находятся сверху; чувствительный элемент и опорные компоненты находятся внизу.
Первые несколько шагов метода отражения и префикса.
Перестановка 4-битного кода Грея
Максимальные длины змей ( L s ) и витков ( L c ) в задаче о змеях в ящике для размерностей n от 1 до 4
Однодорожечный код Грея с 5 датчиками.
Анимированная версия ротора STGC с цветовой кодировкой.
Диаграмма созвездия с кодировкой Грея для прямоугольных 16- QAM