Генератор псевдослучайной последовательности

 

ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ, содержащий генератор тактовых ,импупьсов, регистр сдвига, в цепь обратной связи которого вкшочен сумматор по модулю два группу из уу| эпементов И ( уи - число разрядов генератора), щ-входовой сумматор по модутпо два, выход генератора тактовых нмпупьсов подключен к С-входу регистра сдвига, выходы эпеме 1тов И грушзы подключены к входам m -входового сумматора по модулю два соответст ,вевно первый вход i -го, (я «l.) элемевта И группы подключен к выходу i -го разряда регистра сдвига, о т п и ч а ю ш в и с я тем, что, с цепью увепи ченвся быс1Рродействня генератора, он содержит RS -триггер, генератор одиночных вмвупьсов, группу.из m Д-тригге:ров , группу из С J сумматоров по модушо два, группу из ( элементов 2H-IinH и элемент И, причем к второму входу i -го элемента И группы подключен выход i -го Д-триггера группы, к С-входам Д-триггеров группы подключен выход генератора одиночных импульсов, к первому входу j--го (, С) сумматора по модупю два группы подключен единичный выход (-го Д-триггера группы, к второму входу первого сумматора по модулю два группы подключен выход элемента И, к второму входу У| -го ( 2,С) сумматора по модупю два группы подключен выход

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ЯЮ11 G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3350961/1 8-24 (22) 22.10.81 (46) 23.06.83. Бюл. ¹ 23 (72) В. H.Ярмолик (71) Минский радиотехнический институт (53) 681 . 325 (088. 8) (56) 1. Яковлев B. В., Федоров P. Ф.

Вероятностные вычислительные машины.

Jf., "Машиностроение, 1974, с. 247.

2. Авторское свиаетепьство СССР . № 527012, кп. G 06 F 7/58, 1974.

3. Яковлев В. B., Федоров P. Ф.

Вероятностные вычислительные машины, Л., "Машиностроение, 1974, с. 254 (прототип). (54) (57) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ, содержатий генератор тактовых,импупьсов, регистр сдвига, в пепь обратной связи которого вкшочен сумматор по модулю два, группу из vn эпементов И (vn «чисно разрядов генератора), и -входовой сумматор по модулю два, выход генератора тактовых импульсов подключен к С-входу регистра сдвига, выходы элементов И группы поаключены к входам ю-входового сумматора по модулю два соответственно„первый вход 1 --го, (l,m) эпемента И группы подкпючен к выходу 1 -го разряда регистра сдвига, о т л и ч аю m и и с я тем, что, с цепью увепи чеиии быстродействия генератора, ои содержит ЯЯ -триггер, генератор одиночных импульсов, группу из vn *-тригге.:pos, группу из С . -"-" — (сумматоров по модулю два, группу из Q =1 1

» т-1 эпементов 2И-ИЛИ и эпемент И, причем к второму входу i -го эпемента И группы подключен выход 1 -го Д-триггера группы, к С-входам Р,-триггеров группы поаключен выход генератора одиночных импупьсов, к первому входу l" -го (l" 1, 6) сумматора по модулю два группы под ключен единичный выход -го Р,-триг гера группы, к второму входу первого сумматора по моаупю два группы подключен выход элемента И, к второму входу g -го (g 2,С) сумматора по модулю два группы подключен выход ()1)-го элемента 2И-ИЛИ группы, выход, 1 -го сумматора по модулю ава группы подключен к входу (2V -1)-го,Ь,-трит гера группы, единичный выход К9 -триг- Е гера подключен к первым входам элементов 2И-ИЛИ группы, к вторым входам котовых подключен нулевой выхоа1

R5 -триггера,единич ный вы ход (С + ф ) -го (1,g) Д-триггера группы подклю чен к Я, -входу 2 -го Д-триггера группы и к третьему. входу ф-го элемента 2И-ИЛИ группы, а единичный выход. (C+1)-го Д-триггера группы подключен к первому входу эпемента И, к второму входу которого поакнючен нулевой выход R9 -триггера, единичный выход (С+ g +1)-го д,-триггера группы подключен к четвертому входу ) -го элемента 2И-ИЛИ группы, ЯЯ -входы

9 -триггера являются первым и вторым входами генератора, а выход и-входе вого сумматора по модулю два является )Ь» выходом генератора.

102401 Й

Изобретение относится к вычиспитепь ной технихе н может быть испопьзовано в качестве устройства дпя опреаепения топопогии связей многовходового сумматора по модулю два, на выходе которого формируются сдвинут ые копии псеваоспучайны х поспедоватепьностей. Испопьэование сдвинутых копий псеваоспучайных поспедоватепьноствй поэвопяет строить экономичные генераторы псевдоспучай ных чисел, а также организовывать автономные устройства дпя имитации случайных процессов с заданными характеристиками.

Известен генератор псевдослучайных чисел, содержаший регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи Р 1 .

Недостатком этого устройства явпяется невозможность получения копий псевдоспучайной поспедоватепьности савину» тых более, чвм на число тактов, равное разрядности регистра сдвига.

Известно тахже устройство апя формирования сдвинутых копий псеваоспучайного сигнапа, сосгояшее иэ генератора тактовых импульсов, первого эпемента "Запрет, регистра сдвига с сумматором по моаупю два и эпементами

И в цепи обратной связи, двшифратора, второго эпеменга Запрег", счетчиха, блоха памяти, сумматоров по модулю два и индикаторов (2).

Недостатком такого устройства явпяет ся спожность аппарагурного построения.

Кроме того, напнчие бпоков памяти снижает быстродействие генератора.

Наиболее близким техничесхим peaseкием к предлагаемому изобретению явпяется генератор псевдослучайной последоватепьности, содержаший регистр сдвига с сумматором по модупю два в пепи обратной связи, элементы И и сумматор по моаупю два (3g.

Недостатком известного генератора является низкое быстродействие.

Цепью изобретения явпяется повышение быстроаействия генератора.

Для достижения поставпенной цепи s генератор псевдоспучайной поспедоватеп ности, соаержаший генератор тактовых, импульсов, регистр сдвига с сумматором по моаупю ава в пепи обратной связи, группу из гю элементов И (н - чиспо разрядов генератора), г7 -входовой сумматор по модулю два, выхоа генератора

- тактовых импупьсов подкпючен к С-входу регистра сдвига, выходы эпементов И группы подкпючены к входам ги -входово.сумматора по модупю два соответственно, первый axoR 1-го (g 1,%) элемента

И группы подкпючен к выходу -"го раэ5. ряда регистра сдвига, введены RQ грит

rep, генератор одиночных импупьсов, группу из vn А -триггеров, группу из

G ) (сумматоров по моаупю два, <0 группу иэ q ) / эпементов 2И .

ИЛИ и эпемент И, при этом к второму .входу 1 -ro эпемента И группы поахпючен выход 1 -го Д-.триггера. группы, к С-sxoдам Р,-триггеров группы подключен выхоа генератора одиночных импупьсов, к пвр

15 вому входу t -ro (1" 1,С } сумматора по модупю два группы: гюакпючен единичный выход W-го,Д-триггера группы, к второму входу первого сумматора по мо20 аупю два группы подключен выхоа элемента И, к второму входу q -го (g 2,{ ) сумматора по модупю ава группы подкпючен выход (g -1)-го эпемента 2И-MllH группы, выход Г-го сумматора по моаупю два группы подключен к входу (2k 3.)-ro Й-триггера группы, единичный выход Rc1 -триггера подкпючен.к первым . входам элементов 2И-ИЛИ группы, к вторым входам «огорых подкпючен нуае вой выход Кс -триггера, единичный выход (G+ g)-го (**1 Д) Дтриггера группы подключен к,Д-входу 2 -го

Д-триггера группы и к третьему входу

g-го эпемента 2И-ИЛИ группы, а еаиничный выход (С+1 }-го Д-триггера

- З5 группы подкпючен к первому входу эпемента И, к второму sxony которого поакпхяен нупевой выхоа RQ «триггера, единичный выход (С+ +1)-го Д,-тригге ра группы поакпючен к четвертому входу

40 g-го эпемента 2И-ИЛИ группы, RQ входы RQ -триггера являются первым и. вто рым входами генератора, а выход уд-sxoаового сумматора по модупю два явпяется, выхоаом генератора.

45 На чертеже приведена функпионапьиая схема генератора псевдоспучайной после- .. довательности.

Схема состоит иэ генератора 1 тактовых импупьсов, регистра 2 сдвига (с

50 сумматором по модупю ава в.цепи обратной связи), Ю элементов И 3, м входового сумматора 4 но модупю ава, Я.4

:трвтврв Б, гевервторв 6 опппотвмх пм» пульсов, уп хь -трвггвров 7, С 1 ьпьо ху суммвторов 8 по мопупьо пвв, у )-".уу апвмевтов 2И-ИЛИ 9 в апвмв тв И 19.

Функционирование устройства дпя попучения сдвинутых копий псевдослучайной поспеаоватепьности происходит спеауюго шим образом., 102491 8 с выхода генератора 6 получим, что (8) *=0; бд (8) 1; 6g(8) 1; .tfg (8) *

1; ((8) -0, О (8) 1. Таким же образом получим, что СС (16) "1;

d (16)* 1; д .(16) 1; Д4 (16)**0; „(16)-0; d (16)-1....1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 l 1 0 1 1 1 О...

О. l 2 3 4 5 .6 7 8 9 1011 12 1314 15161718192021 а на выходе сумматора 4 после овательность...1. 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0:0 1 0 0...

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 .

Преимущество .преплагаэмого уст-. ствие увеличйтся более, чем в 100 раз. ройства для получения сдвинутых. копий Увеличзнце быстродействия устройства псевдослучайной последовательности за- позволяет рас1лирить его функциональные

50 . включается в том, что в нем существенно возможности. Так же является возможувеличено быстродействие. Так для опре- ным определение коэффидиеитов, позволяделения коэффициентов д (2 ) < * 1 И, ющих. получить копии псевдослучайной

K О, 1, 2,... в предлагаемом устройся- цоеледовательнести, сдвинутые на астроse необходимо выполнить только К так- номическое количество тактов для

To+ и То время KaK & HBBecTHoh4 - 2

2К7 2 О. А это в свою очередь позвотактов. Таким образом, быстродействие лит строить высоконадежные, стабильпредлагаемого устройства увеличивается цые и высококачественные генераторы в 2 /т1 раз. Так для К 10 быстродей- псевдослучайных чисел.

В первоначальный момент на Д.-триггера 7 записываются начальный код .100...001. т,е. только на первый и последний триггер эаписываютсй единичные значения. Таким образом содержимое м 5

Д тяиГгеров равняется с ; (f (1 ), ((1,1т1.. На Rg»триггер зайисывается единипа, если rn нечетно, и ноль, если летно; На P,g-три1тер 5 записывается ноль. С нулевого выхода R5-триттера на . элемент; И. 10 и на третьи входы элементов 2И»ИЛИ подается разрешающий потенпиал. В этом случае на выходе ком .бинапионной части устройства, состоящей

: -из элементов 8-10; т.е. Иа выходе сум- 15 маторов .8 i1o модулю два, формируются эначеция двоичных цифр согласно системы логиче жих уравнений,, определяемой структурой генератора.

Далее с выхода генератора 6 одиноч- . Нйх импульсов подается синхроимпульс на С-входы всех Д-три1теров 7. По приходу. импульса с генератора 6 Д-триггера изменят свои состояния, таким обра зом на А-триггерах 7 записывается код

1ОО011, т.е. d<(2} l. Д (2) -O; ((2)=Ос((g (2)0(dj(2)1; dg (2)=1.

Иачения д; (2), j--Х;,6 с единичных выходов А-трщтеров подается на вход ком биладионной части устройства, состоящей из б(11Оков 6-.10. По приходу очередного

" с1 ихролмдульса с выхода генератора 6 на Свходы J,-триггеров 7 .на триггера ..7:за1пдпется код 101111, который опрещ1ляет значения: ((4), 1 =1,6. Таким .образом (4) 1; („ (4) «О; tf> (4)«l; (4) 1;Ц (4) =1, (4) =1; (4) = 1, Прн

-:поступлении следующего синхроимпульса

Анализ, состоящий из Д-триггеров 7, показывает, что на .них последовательно получаются значения коэффидиектов

01 (2 ); 1«1, и; К«0,1,2...; . В случае, если необходимо получить копию псевдослучййной последовательности, сдвинутую на В «8 тактов, первоначально необходи- мо на Д-триггера 7 записать значения

af.(«1; с «О, 1 *=2, 1 -1; о „«1. Далее с вь1хода генератора одиночных импульсов последовательно подаются три импульса, так как. 8 = 2 . После прохождения переходных пропессов на Д-трщтерах 7 хранятся коэффипненты dj (8), 31,vn С выходов Д-три1теров 7 значения коэффипивнтов dj (8) подаются на входы элементов И 3, на вторые входы которых подключены выходы разрядов регистра 2 .сдвига,(с сумматором по модулю два в цепи обратной связи).. Предварительно по

R -входам триггеров регистра 2 записи ° вается начальный код. Предположим, что на триггерах: регистра 2 записан код.

lOOGOO. При поступлении тактовых импульсов с выхода генератора 1 на входы триггеров регистра 2, на выходе Ъа-входового сумматора 4 по модулю два формируется сдвинутая на восемь тактов. копия посевдослучайиой последовательности, На выходе первого разряда регистра 2 формируется последовате льность

102491 8

ВНИИПИ Закаэ 4396 4S Тираж 706 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгороа, ул. Проектная, 4