🌷1. 闯关目的
🌼第1关：汉字国标码转区位码实验
(1) 掌握汉字机内码、区位码，最终利用相关工具批量获取一段文字的 GB2312 机内码，并利用简单电路实现 GB2312 编码与区位码的转换；
(2) 理解字形码显示的基本原理，能在实验环境中实现汉字 GB2312 编码的点阵显示。
🌼第2关：汉字机内码获取实验
(1) 掌握汉字机内码、区位码，最终利用相关工具批量获取一段文字的 GB2312 机内码，并利用简单电路实现 GB2312 编码与区位码的转换；
(2) 理解字形码显示的基本原理，能在实验环境中实现汉字 GB2312 编码的点阵显示。
🌼第3关：偶校验编码设计
(1) 理解校验码传输的原理；
(2) 掌握奇偶校验基本原理和特性，在 Logisim 中实现偶校验编码并且检查电路。
🌼第4关：偶校验解码电路设计
(1) 理解校验码传输的原理；
(2) 掌握奇偶校验基本原理和特性，在 Logisim 中实现偶校验编码并且检查电路。
🌼第5关：16位海明编码电路设计
(1) 掌握海明码设计原理与检错纠错性能，能独立设计实现汉字 GB2312 编码的海明校验编码体系；
(2) 实现利用硬件电路对应的编解码电路。
🌼第6关：16位海明解码电路设计
(1) 掌握海明码设计原理与检错纠错性能，能独立设计实现汉字 GB2312 编码的海明校验编码体系；
(2) 实现利用硬件电路对应的编解码电路。
🌼第7关：海明编码流水传输实验
(1) 熟悉流水数据传输机制，流水暂停原理，为最终的流水 CPU 设计做好技术储备；
(2) 对实验环境提供的五段流水编码传输电路进行简单修改，实现数据编码在不可靠网络中的可靠传输。
🌼第8关：16位CRC并行编解码电路设计
(1) 掌握 CRC 循环冗余校验码的基本原理，能看懂串行 CRC 编解码电路；
(2) 利用所学数字逻辑知识设计实现 GB2312 编码16位数据的并行 CRC 编解码电路。
🌼第9关：16位CRC并行编解码电路设计
(1) 熟悉流水数据传输机制，流水暂停原理，为最终的流水 CPU 设计做好技术储备，
(2) 能对实验环境提供的五段流水编码传输电路进行简单修改，实现数据编码在不可靠网络中的可靠传输。
🌷2. 闯关内容
🌼第1关：汉字国标码转区位码实验
在 logisim 中打开实验资料包中的 data.circ 文件，在对应电路中完成国标码转区位码的子电路设计。其中输入引脚为16位的 GB2312 双字节国标码；输出为区号和位号（区号位号均从1开始计数），转换子电路引脚定义，请在电路中复制对应隧道标签信号使用，注意不要增改引脚，不要修改子电路封装，以免影响子电路在其它电路模块中的正常调用。
🌼第2关：汉字机内码获取实验
完成国标码到区位码的转换电路后，可以在汉字显示电路中进行测试，尝试电路中的 ROM 存储器中存入下面给出的指定句子，注意这里不允许使用逐字查码表的方式获得编码，应掌握批量转换的方法和原理。
指定句子如下：
１２３４５ＡＢＣＤＥＦＧａｂｃｄｅｆｇ轻轻的我走了，正如我轻轻的来；我轻轻的招手，作别西天的云彩。那河畔的金柳，是夕阳中的新娘；波光里的艳影，在我的心头荡漾。
🌼第3关：偶校验编码设计
在 logisim 中打开实验资料包中的 data.circ 文件，在对应电路中完成偶校验编码电路。输入：16位原始数据；输出：17位校验码（16位数据位+1位校验位），其中校验位存放在最高位，注意输入16位原始数据的每一位都已经通过分线器利用隧道标签引出，可以直接复制到绘图区使用。
🌼第4关：偶校验解码电路设计
在logisim中打开实验资料包中的 data.circ 文件，在对应电路中完成偶校验检错电路。输入：17位校验码，校验位存放在最高位；输出：16位原始数据，1位检错位；注意17位校验码的每一位都通过分线器利用隧道标签引出，方便实验时使用。
🌼第5关：16位海明编码电路设计
在 logisim 中打开实验资料包中的 data.circ 文件，在对应电路中完成海明校验编码电路。输入：16位原始数据；输出：22位校验码（16位数据位+5位校验位+1位总校验位），注意输入16位原始数据的每一位都已经通过分线器利用隧道标签引出，可以直接复制到绘图区使用。
🌼第6关：16位海明解码电路设计
在 logisim 中打开实验资料包中的 data.circ 文件，在对应电路中完成海明校验编码电路。输入：16位原始数据；输出：22位校验码（16位数据位+5位校验位+1位总校验位），注意输入16位原始数据的每一位都已经通过分线器利用隧道标签引出，可以直接复制到绘图区使用。
🌼第7关：海明编码流水传输实验
将海明编码传输过程分成了5个阶段（取数，编码，传输，解码，显示）类似 CPU 指令流水线的处理过程。中间蓝色长条为流水接口部件（内部实际是若干锁存器/寄存器，用于锁存数据和控制信号），流水接口部件提供同步清零控制信号，试启用时钟自动仿真运行该电路（CTRL+T），观察接收方接受到的信息，当发生两位错时，将会发生错误。
尝试使用最少的器件简单修改该电路，使得解码阶段出现两位错时，系统能自动重传出错的编码（类似指令流水线中的分支跳转），从而使得该电路能正确传输所有数据。
解题思路：当出现两位错时，首先要将编码阶段和传输阶段的数据清空，这部分数据会导致接收端数据顺序不一致，同时要将已经进入显示阶段的数据锁定，并将取数阶段的地址回滚到正确的位置。
图1-1
🌼第8关：16位CRC并行编解码电路设计
在 Logisim 中打开实验资料包中的 data.circ 文件，尝试利用纯组合逻辑电路实现 CRC 并行编解码电路。输入：16位原始数据；输出：22位校验码（16位数据位+5位 CRC 校验位+1位偶校验位），注意输入16位原始数据的每一位都已经通过分线器利用隧道标签引出，可以直接复制到绘图区使用。
🌼第9关：16位CRC并行编解码电路设计
将 CRC 编码传输过程分成了5个阶段（取数，编码，传输，解码，显示）类似 CPU 指令流水线的处理过程。中间蓝色长条为流水接口部件（内部实际是若干锁存器/寄存器，用于锁存数据和控制信号），流水接口部件提供同步清零控制信号，试启用时钟自动仿真运行该电路（CTRL+T），观察接收方接受到的信息，当发生两位错时，将会发生错误。
尝试使用最少的器件简单修改该电路，使得解码阶段出现两位错时，系统能自动重传出错的编码（类似指令流水线中的分支跳转），从而使得该电路能正确传输所有数据。
解题思路：当出现两位错时，首先要将编码阶段和传输阶段的数据清空，这部分数据会导致接收端数据顺序不一致，同时要将已经进入显示阶段的数据锁定，并将取数阶段的地址回滚到正确的位置。
🌷3. 闯关步骤
🌼第1关：汉字国标码转区位码实验
图1-2
🌼第2关：汉字机内码获取实验
图1-3
🌼第3关：偶校验编码设计
图1-4
🌼第4关：偶校验解码电路设计
图1-5
🌼第5关：16位海明编码电路设计
图1-6
🌼第6关：16位海明解码电路设计
图1-7
🌼第7关：海明编码流水传输实验
图1-8
🌼第8关：16位CRC并行编解码电路设计
图1-9
🌼第9关：16位CRC并行编解码电路设计
图1-10
4. 闯关总结
🌼第1关：汉字国标码转区位码实验
1. 注意把data.circ 与GB2312ROM.circ放在同一目录下，否则上传平台时测试显示该路径文件不存在。
2. 常量默认输入为十进制，此次试验需要输入十六进制故增加0x开头。
🌼第2关：汉字机内码获取实验
1. 需要提前找到相关汉字的16进制对应值如何edit进去并且保持。
2. 解决测评时系统提示找不到GB2312ROM.CIRC方法：将data.circ与GB2312ROM.circ剪切移动到一个新目录中，再次打开data.circz来的G找不到原来的B2312ROM.circ，当提示找不到该文件的时候点击同目录的GB2312ROM.circ，存盘退出再次提交测试。
🌼第3关：偶校验编码设计
1. Educoder平台实际输出XXXX原因：电路的封装引脚可能因为增删改引脚发生变化，系统测试时对应的输出引脚未正确连接。
2. 需要仔细检查待测电路的封装，目前所有框架文件均提供了待测电路的封装测试子电路，引脚和连线特别容易错位。
🌼第4关：偶校验解码电路设计
1. 偶校验可描述为给每个码字加一校验位，用此构成偶性校验。可知附加码元d2是用来使每个字成为偶性的。因此若有一个码元错的，则很容易分辨。
2. 因为奇偶校验将成为奇性。奇偶校验编码通过增加一位校验位来使编码中1个个数为奇数（奇校验）或者为偶数（偶校验），从而使码距变为2。因为其利用的是编码中1的个数的奇偶性作为依据，所以不能发现偶数位错误。
🌼第5关：16位海明编码电路设计
1. 实验大体解题思路：实验要求设计22位海明编码（16位原始数据+5位海明检验位+1位总奇偶校验位）。由于16位原始数据已经存在，因此我们只需设计5位海明校验位的电路和一位总奇偶校验位的电路。
2. 如何计算5位海明校验位:k+n<=2^r-1,此时k=16，r=5（有5位的校验位），因此总的数据位数有16+5+1（总的奇偶校验位）=22位。设校验位为Pi（i=1，2，3，4，5）,分别位于22位数据的第2的i-1次方的位置上，故分别位于第1，2，4，8，16位上,按此设计电路即可通关。
🌼第6关：16位海明解码电路设计
1. 实验大体要求：对22位海明编码进行解码成原来的16位，且判断是否出错，有一位错，两位错，还有无错。对于一位错需要进行纠正。
2. 判断是否出错：设置六位指错字，Gi（i=1，2，3，4，5，6），其中G5G4G3G2G1是进行判断是否数据出错，G6是总的奇偶校验位，可以用来检验数据是一位错，还是两位错。
3. 检错原理：当G5G4G3G2G1=0时，表示数据无传输错误，否则，表示出错。当发生一位数据错误时，G5G4G3G2G1所指示的数据，表示那位数据出错（例如G5G4G3G2G1=00101,则表示第5位数据出错）。若发生两位错时，G5G4G3G2G1仍不为0，由于只能纠正1位错误，故该海明编码是尽努力去纠正。在纠正数据，首先得到原始16位数据，可采用解码器对出错位进行输出，再与原来的数据进行异或，即可获得纠正后的数据。
🌼第7关：海明编码流水传输实验
1. 选用选择器，当无发生两位错误时，此时箭头所指的输入端为0，此时选择器选择第0位的数据输入即将01输入，常量和加法器，寄存器够成的电路实现的是x=x+01的功能，即类似于计数器。因此无发生两位错时，不需进行地址回滚。
2. 发生两位数据出错时，此时输入的是fd，即-3（8位二进制）的补码表示，因为此时是加法器，因此减3，要用补码进行表示成fd，从而实现地址回滚。
🌼第8关：16位CRC并行编解码电路设计
1. 解题思路：实验输入的为16位数据，输出22位CRC编码数据包括16位原始数据，6位校验位，其中一位为总的奇偶校验位（校验位的位数也可由k+r<=2^r-1得到）。因此此时的r=5（不包含奇偶校验位），选择的多项式G(x)位数则为r+1=6位，此时选择多项式是G(x)=100101（该多项式不固定，选择其它六位的多项式也是可以的）。
2. CRC编码原理：原始16位数据Q(X),左移r=5位成21位Q’(x)（即后面补r个0），再与多项式100101做模2运算，得到的r位的余数，将该余数替换掉Q’(X)后面的r位，即将它后面的r个0替换成该余数，r5r4r3r2r1便是得到的余数，而r6是总的奇偶校验位，对所有数据进行异或便可得到该偶校验位r6。
3. 根据选择器的选择原理，将16位数据Di（i=1，2…16)作为选择端控制每位数据输入的是00还是该位与多项式进行模2运算后的余数，最后将最终输入的16个5位数据进行异或，即可得到最终的余数。
🌼第9关：16位CRC并行编解码电路设计
1. 检错原理：当接收方在接受到CRC编码后，将该编码与多项式进行模2除运算，得到余数r，根据q（假设q为总的奇偶检验位,将所有数据进行异或可得）的值进行判断数据是否产生错误，及产生错误后是一位错还是两位错，其检查原理同海明码的检错原理。
2. 解码的电路设计，常量0和余数都是五位，所以设置其对应器件位宽均为5位。
