Генератор псевдослучайных чисел

Генератор псевдослучайных чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматизированного контроля цифровых блоков в качестве источника последовательностей испытательных двоичных кодов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования заданных последовательностей внутри генерируемой последовательности кодов и управления длиной этих подпоследовательностей. Генератор содержит N D-триггеров 1 (N - число выходов генератора), N элементов 2 задержки, N эпементов И У, N сумматоров 4 по модулю два, блок 5 памяти, блок 7 управления, счетчик 15, дополнительный элемент задержки 12, элемент ИЛИ 13, два дополнительных элемента И 19 и 20, п регистров сдвига 11 (п - число дополнительных выходов генератора ), п мультиплексоров. 1 з.п. ф-лы. 3 ил. (Л Vf

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rs<)s G 06 F 7/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 1280619 (21) 4756209/24 (22) 04.11,89 (46) 15.11,91. Бюл. М 42 (71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.M.Pîìàêêåâè÷, В.В.Гроль, Л.Ф.Карачун, P.È.Ëóïàíoâà и О.А.Петлин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1280619, кл. G 06 F7/58,,1982. (54) ГЕ HEPATOP ПСЕВДОСЛУЧАЙ Н ЫХ Ч ИСЕЛ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис„„5M „„1691839 А2 пользовано в системах автоматизированного контроля цифровых блоков в качестве источника последовательностей испытательных двоичных кодов. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет формирования заданных последовательностей внутри генерируемой последовательности кодов и управления длиной этих подпоследовательностей. Генератор содержит N D-триггеров 1 (N — число выходов генератора), Nэлементов 2 задержки,,N элементов И 3, N сумматоров 4 по мддулю два, блок 5 памяти, блок 7 управления, счетчик 15, дополнительный элемент задержки

12, эл е мент ИЛ И 13, два допол нител ьн ых элемента И 19 и 20, и регистров сдвига 11 (п — число дополнительных выходов генератора), и мультиплексоров. t з.п. ф-лы, 3 ил, 1691839

45 дов генератора

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматизированного контроля цифровых блоков в качестве источника последовательностей испытательных двоичных кодов.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет формирования заданных подпоследовательностей внутри генерируемой последовательности кодов и управления длиной этих подпоследовательностей.

На фиг. 1 изображена структурная ñõåмэ генератора псевдослучайных чисел; на фиг, 2 — структурная схема блока управления; на фиг, 3 — схема 6-разрядного задающего генератора псевдослучайных последовательностей.

Генератор псевдослучайных последовательностей содеожит N (N — число выходов генератора), D-триггеров 1, N элементов 2 задержки, N элементов И 3, N сумматоров 4 по модулю два, блок 5 памяти„вход 6 задания числа выходов генератора, блок 7 уп равления, вход 8 начальной установки генератора, вход 9 пуска генератора, вход

10 останова генератора, и регистров 11 сдвига (n — количество дополнительных выходов генератора), дополнительный элемент 12 задержки, элемент ИЛИ 13, информационный выход 14 блока управления, счетчик 15,. вход 16 сброса блока упоавления, выходы сигналов первой 17 и втс рой

18 синхросерий блока управления, первый i9 и второй 20 дополнительные элементы И, вход 21 задания генерируемого кода, и мультиплексоров 22, вход 23 задания количества подпоследовательностей генератора, дополнительные выходы 24 генератора.

Блок управления состоит из генератора

25 непересекающихся последовательностей, первого выхода 26 генератора непересекающихся последовательностей, первого элемента И 27, второго выхода 28 генератора непересекающихся последовательностей, второго элемента И 29, первого элемента ИЛИ 30, второго триггера 31, второго 32 и третьего 33 элементов ИЛИ, счетчика 34, элемента 35 задержки и первого триггера 36.

Работу генератора псевдослучайных чисел можно разделить на два этапа: первый— настройка и начальна|я установка генератора, второй — генерация испытательных кодов, На первом этапе, оператор с пульта управления задает двоичный m-разрядный код числа N, при этом N не должно превышать максимально возможное количество выходов задающего генератора. Этот двоичный m-разрядный код числа N поступает на информационные входы блока 5 памяти, выходной двоичный код блока памяти 5 задает количество и последовательность D- u

Т-триггеров задающего генератора. Код числа N поступает также в блок 7 управления,на группу входов 6, Далее оператор по входу 21 устанавливает двоичный код длиной N, который генерируется задающим генератором по j-му разряду Hà N тактах, предшествующих выбранному исходному состоянию задающего генератора, Исходное состояние задающего генератора может быть произвольным не нулевым, при этом необходимо определить соответствующий код начальной установки и регистров сдвига 11, После этого в блок 7 управления на вход 8 подается сигнал "Начальная установка", который соответствует тактовому сигналу первой синхросерии сигналов с выхода 26 генератора 25, Этим же сигналом устанавливается начальный код (начальные состояния В-григгеров 1) задающего генератора и записывается в и регистров 11 сдвига исходный двоичный код с входа 2", Далее сигнал "Начальная установка", задержанный элементом 12 задержки нэ время т1, необходимое для установления сигналов нэ выходной m-разрядной шине 14 блока 7 управления, поступает через элемент ИЛИ 13 на управляющий вход счетчика 15, В результате в счетчик15 переписывается информация с выходной m-разрядной шины 14 блока 7 управления (двоичный код числа (N-2). На пульте управления оператор набирает двоичный 1-разрядный код числа h, котсрый в виде потенциалов поступает по входной шине 23 генератора псевдослучайных чисел на адресные входы мультиплексоров 22.В итоге на выходы 24 генератора псевдослучайных чисел и- на информационные разряды сдвига соответствующих регистров 11 сдвига подключаются требуемые разряды с,регистров 11 сдвига, При этом необходимо соблюдение следующего условия; N. - h;n, где n — количество информационных выхоЭтап генерации испытательных кодов начинается с приходом на вход 9 блока 7 управления сигнала "Пуск", который соответствует тактовому сигналу первой синхросерии с выхода 26 генератора. Сигналы

"Начальная установка" и "Иуск" могут формироваться оператором. С выхода 18 блока 7 управления на тактовые входы сдвига регистров 11 сдвига поступают сигналы, соответствующие второй синхросерии с выхода

28 генератора 25, вызывая последовательный сдвиг информации в каждом из них, прй

1691839. этом на информационный вход сдвига первого регистра сдвига 11 поступает сигнал с выхода одного любого J-ro элемента задержки 2(J - 1, й). Тактовый импульс с выхода

18 блока 7 управления поступает также на первые входы элементов И 19 и 20. Если на

)-м выходе задающего генератора установился нулевой потенциал, то, поступая на вторые входы элементов И 19 и 20, он блокирует выход элемента И 20 и открывает элемент И 19 (второй вход элемента И 19 инверсный). В результате на вход "-1" счетчика 15 поступает импульс, который выэы5

10 вает отрицательное приращение единичный потенциал, то, наоборот, выход элемента И 19 блокируется, элемент И 20

25 открывается, разрешая прохождение тактового сигнала с выхода 18 блока 7 управления через элемент ИЛИ 13 на управляющий вход счетчика 15. При этом информация (двоичный код числа (N-2) с выходной m-разрядной шины 14 блока 7 управления переписывается в счетчик 15, т.е. счетчик 15 возвращается а исходное состояние. С выхода 17 блока 7 управления на синхровходы

0-триггеров 1 задающего генератора посту30

35 пают тактовые сигналы, соответствующие первой синхросерии с выхода 26 генератора

25 блока 7 управления. В результате с приходом каждого импульса на синхровходы

0-триггеров 1 задающего генератора на выходах последнего возникает двоичный Nразрядный код, причем временной сдвиг между импульсами, поступающими с BbIxoдов 17 и 18 блока 7 управления, выбирается иэ условия установления уровня потенциа40 лов на выходах задающего генератора псевдослучайных последовательностей.

Функциональным назначением счетчика 15 является реакция на появление íà J-м выходе задающего генератора подряд(И-1) нулевых потенциалов. С появлением на J-м выходе задающего генератора (N-1) подряд идущих нулей на выходе 16 счетчика 15 возникает импульс заема, который поступает на соответствующий вход блока управления

7. В результате очередной импульс с выхода

17 блока управления 7 блокируется и этот же нуль с )-го выхода задающего генератора повторно записывается в первый регистр 11 сдвига группы из и регистров 11 сдвига с одновременным сдвигом информации в них,.Данное техническое решение необходимо для того, чтобы занести в регистры 11 сдвига N-й нуль, который нам дает нулевой код, в то время как нулевой код задающий генератор псевдослучайных последовател ьсодержимого счетчика 15. Если же на )-м 15 выходе задающего генератора псевдослучайных последовательностей установился ностей не дает, На протяжении всей работы устройства полезная информация снимается с выходов 24 группы из и мультиплексоров 22.

Блок 7 управления рабетает следующим образом, По сигналу "Начальная установка" информация с (m-1) первых разрядов входной

m-разрядной шины 6 блока 7 управления записывается в счетчик 34, триггеры 31 и 36 устанавливаются а нулевое состояние..Сигнал "Начальная установка", задержанный элементом 35 задержки на время т, необходимое для записи начальной информации (двоичный код числа N) в счетчик 34, поступает на вход "-1" последнего. В результате содержимое счетчика 34 получает отрицательное приращение на единицу. Выходы счетчика 34 в совокупности с незадействованным m-м разрядом входной шины 6 образуют на выходной шине 14. блока управления 7 двоичный код числа (N-2). Выходы 17 и 18 элементов И 27 и 29 заблокированы нулевыми сигналами с выходов триггеров 31 и 36.

Сигнал "Пуск", поступающий на вход 9 блока 7 управления с пульта оператора, устанавливает в единичное состояние триггеры 31 и 36. Единичный сигнал с выхода триггера 36 открывает элемент И 27, разрешая прохождение импульсов первой синхросерии с выхода 26 генератора.

Импульс, поступивший на вход 16 блока

7 управления, пройдя через элемент ИЛИ

33, сбрасывает триггер 31 в нуль.. В результате выход 17 элемента И 27 блокируется.

Очередной импульс с выхода 28 генератора

25 тактовых импульсов через элемент ИЛИ

30 устанавливает триггер 31 в единичное состояние, элемент И 27 открывается. Сигнал "Останов", поступающий на вход 10 блока 7 управления, сбрасывает триггер 36 в нулевое состояние, в результате чего выходы 17 и 18 элементов И 27 и 29 блокируются.

Рассмотрим работу генератора псевдослучайных чисел на конкретном примере.

На фиг. 3 приведена схема шестиразрядного (N = 6) задающего генератора псевдослучайных последовательностей, который состоит из одного 0-триггера 37 и пяти Т-триггеров 38, соединенных последовательноо.

Единичный выход последнего Т-триггера 38 подключен к информационному входу первого D-триггера 37. Единичные выходы триггеров являются выходами задающего генератора. Вход 8 генератора псевдослучайных чисел подсоединен к S-входам всех

1691839 триггеров, а вход 17 — к синхровходам триггеров.

Пусть количество информационных вьходов генератора равно 3, h - gl(2.Х=-6), В таблице приведен пример работы ге нератора псевдослучайных чисел в течение

65 тактов.

Форм ула изобретения

1. Генератор псевдослучайных чисел по авт. св. М 1280619, отличающийся тем, . что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования задан( ных последовательностей внутри генерируемой последовательности кодов и управления длиной этих подпоспедовательНосТ8А, в него введены два дополнительных элемента И„дополнительный элемент задержки, элемент ИЛИ, блок управления, счетчик, и регистров сдвига (где n

Ъ( генератора) подключен к входу сдвига первого регистра сдвига и вторым входам первого и второго дополнительных элементов

И, выходы которых подключены соответственно к вычитающему входу счетчика и пер вому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом счетчика, выход заем а которого соединен с входом сброса блока управления, выход длительности цикла которого соединен с информационным входом счетчика, вход начальной установки генератора соединен с установочными входами D-триггеров, с входами записи регистров сдвига и через дополнительный элемент задержки с вторым входом элемента ИЛИ, выход q-ro регистра сдвига (q - 1, и) подключен к информационному входу q-ro мультиплексора, выход i-го мультиплексора (1 - 1, и-1 соединен с входом сдвига (1+1)-го регистра сдвига, информаци5 онные входы регистров едвига являются входом задания выходной последовательности на предпоследнем.такте цикла формирования генерируемого кода генератора, адресные входы мультиплексоров — входа10 ми задания количества последовательностей генератора, выходы мультиплексоров— выходами подпоследовательностей генератораа.

2. Генератор по и. 1, отличающийся

15 тем, что блок управления содержит два триггера, три элемента ИЛИ, два элемента И, элемент задержки, счетчик и генератор непересекающихся последовательностей, вход пуска блока соединен с установочным

20 входом первого триггеоа и с первым входом первого элемента ИЛИ, вход останова — с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса первого триггера, выход которого соединен с

25 первыми входами первого и второго элементов И, вход начальной установки блока соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, с вторым входом второго элемента

ИЛИ, с установочным входом счетчика и че30 рез элемент задержки с вычитающим входом счетчика, вход сброса блока подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса второго триггера, выход которого соединен

35 с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к первому выходу генератора непересекающихся последовательностей, второй выход которого соединен с вторыми входами второго зпе40 мента И и первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго триггера, (m-1) старшие разряды (m — разрядность числа N) задания числа выходных разрядов генератора бло à соеди45 нены с информационным входом счетчика, разрядные выходы которого являются выходами m-1 старших разрядов выхода длительности цикла блока, m-й разрядный вход задания числа выходных разрядов блока со5G единен с m-м разрядным выходом длительности цикла блока, выходы первого и второго элементов И являются выходами соответственно сигналов первой и второй синхросерий блока.

1691839

1691839

Составитель Е.Хуртин

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3929 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская йаб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101