Encodage 8b/10b

Codage 8b/10b

Le codage 8b/10b (le terme "encodage" est impropre et influencé par l'anglais "encoding") consiste à coder, à l'aide d'une table de correspondance, une série de 8 bits en un symbole de transmission de 10 bits (appelé Transmission Character). Il y a donc 1024 (10 bits) valeurs possibles. Sur ces 1024 valeurs, seules 256 (8 bits) sont retenues. On ne garde que les valeurs comprenant au minimum 4 transitions d'un état logique vers un autre et qui n'ont que 6 zéros ou un consécutifs, même entre symboles.

Par exemple, on ne retient pas les symboles finissant par 4 zéros ou commençant par 3 zéros, car envoyés l'un à la suite de l'autre, ils représentent 7 zéros de suite.

Le codage 8b/10b garantit ainsi une bonne récupération de l'horloge en réception à très haut débit. Cette technique de codage est utilisée pour les transmissions en série, comme l'IEEE-1394, les réseaux Ethernet, S-ATA ...etc.

Le procédé de codage 8b/10b est défini sur deux niveaux. Le premier code les cinq premiers bits de l'octet non codé en un sous-bloc de six bits en utilisant un codeur 5b/6b. L'entrée de ce niveau inclut la valeur de disparité courante (rd : running disparity). Le second niveau utilise un codeur 3b/4b pour coder les trois bits restants et la valeur de disparité en un autre bloc de 4 bits.

La disparité est un paramètre binaire qui peut prendre soit une valeur positive ou négative. La disparité est calculée sur deux sous-blocs où les six premiers bits forment le premier sous-bloc et les quatre derniers bits le second sous-bloc. Le calcul s'effectue de façon suivante :

• La disparité à la fin de n'importe quel bloc est positive si le sous-bloc contient plus de un que de zéros. Ce sera positif dans le cas 000111 et 0011.
• La disparité à la fin de n'importe quel bloc est négative si le sous-bloc contient plus de zéros que de uns. Ce sera négatif dans le cas 111000 et 1100.

Si on a autant de zéros que de uns, on garde la disparité précédente. On parle alors de disparité neutre.

Le code 8b/10b va restreindre la génération de 000111,111000,0011 et 1100 pour limiter l'importance de zéros ou de un compris entre les sous-blocs. Les sous-blocs comprenant 000111 et 0011 sont générés seulement quand la disparité au début du sous-bloc est positive. De façon similaire, les sous-blocs comprenant 111000 et 1100 sont générés seulement quand la disparité au début du sous-bloc est négative.

Le tableau suivant illustre le codage 8b/10b pour quelques caractères de données

Input		Ouput (ABCDEI)		rd'
Dx	EDCBA	rd+	rd-
D0	00000	011000	100111	-rd
D1	00001	100010	011101
D2	00010	010010	101101
D3	00011	110001		rd
D4	00100	001010	110101	-rd

Input		Ouput (FGHJ)		rd'
Dx.y	HGF	rd+	rd-
Dx.1	000	0100	1011	-rd
Dx.2	001	1001		rd

(Tableaux à compléter)

Le codage 8b/10b se fait toujours en fonction de la rd résultant du codage précédent ou de la rd de départ. Maintenant prenons deux exemples :

Initial rd	Character Name	abcdei output	6bits sub block rd	fghj ouput	4bits sub block rd	Encoded Character	Final rd
-	D10.2	010101	-	0101	-	010101 0101	-
+	D11.7	110100	+	1000	-	110100 1000	-

On voit sur cet exemple les différentes disparités calculées.

Pour le caractère D10.2 : D10 correspond à la même valeur de codage quelle que soit la disparité précédente obtenue. Les six premiers bits obtenus sont 010101. Il y a dans ce cas autant de 0 que de 1, on hérite donc de la disparité précédente (négative). Pour le bloc 4 bits, c'est la même chose. La disparité reste la même que la précédente (des 6 bits). La disparité résultante (qui sera la disparité initiale du prochain bloc transmis) est calculée : il y a autant de 0 que de 1. On garde donc la disparité précédente : -.

Le principe est assez simple : en général, quand le nombre de bits à 1 et 0 est différent dans un bloc, deux sous-blocs d'un caractère ont toujours des disparités différentes. Cette vérification permet notamment de détecter certaines erreurs dans une transmission de données.

Liens externes

2 documents définissant ce codage par Franaszek and Widmer :

• (en)[1].
• (en)US Patent 4,486,739

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