Генератор псевдослучайных чисел

 

ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий регистр сдвига, выход 1 -го (i rj ..., n-1, h -число разрядов регистра сдвига) и п-го разрядов которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, вход Сдвиг которого подключен к выходу источника тактовых импульсов, второй сумматор по модулю два, счетчик, блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью упрощения генеравЙ8 ,-. тора, он содержит два токозадающих резистора, два яакопительных конденсатора и третий сумматор по модулю два, выход которого соединен с входом Сброс счетчика, выходы разрядов которого соединены с группой входов блока регистрации соответственно , выходд-го разряда регистра сдвига соединен с первым входом второго сумматора по модулю два непосредственно и через первый токозадающий резистор соединен с его вторым.входом, второй вход второго сумматора по модулю два через первьй накопительный конденсатор соединен также с шиной - источника питания, а выход второго сумматора по модулю два еоединен с л первым входом третьего сумматора по модулю два, второй вход которого через второй токозаданзщий резистор соединен с шиной - источника питания и через второй накопительный конденс.атор соединен с шиной + источника.питания , счетный вход счетчика объединен со с входом Сдвиг регистра сдвига, ел 41 вход Установка которого объединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два. s|

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (IDJ цр G 06 Р 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3567830/18-24 (22) 24.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. У- 20 (72) А.И.Кордюмов (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 621.325(088.8) (56) 1. Патент США Р 3700869, кл. 364-717, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

V - 674007, кл. С 06 F 7/58, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

В 907547, кл. С 06 F 7/58, 1980 (прототип). (54)(57) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ

ЧИСЕЛ, содержащий регист сдвига, выход i -ro 6 =, ..., и -1,ll -число разрядов регистра сдвига) и п-го разрядов которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, вход "Сдвиг" которого подключен к выходу источника тактовых импульсов, второй сумматор по модулю два, счетчик, блок ° регистрации, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит два токозадающих резистора, два накопительных конденсатора и третий сумматор по модулю два, выход которого соединен с входом "Сброс" счетчика, выходы разрядов которого соединены с группой входов блока регистрации соответствен. но, выход q,--го разряда регистра сдвига соединен с первым входом второго сумматора по модулю два непосредственно и через первый токозадающий резистор соединен с его вторым входом, второй вход второго сумматора по модулю два через первый накопительный конденсатор соединен также с шиной

"-" источника питания, а выход второго Е сумматора по модулю два соединен с первым входом третьего сумматора по модулю два, второй вход которого через второй токозадающий резистор соединен с шиной "-" источника питания и через Я второй накопительный конденсатор соединен с шиной "+" источника. питания,.счетный вход счетчика объединен с входом "Сдвиг" регистра сдвига, вход "Установка" которого объединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два.

109S177

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в стохастических счетно-решающих устройствах и при проверке цифровых устройств псевдослучайными тестами.

Известен генератор псевдослучайных чисел с равномерным распределением, который содержит регистр сдвига и сумматор по модулю два в цепи

10 обратной связи f1) .

Однако этот генератор не позволяет выявлять неисправности в процессе своей работы. t5

Известен также генератор псевдослучайных чисел с равномерным распределением, который содержит регистр сдвига и сумматор по модулю два в цепи обратной связи f23 .

Однако этот генератор не позволяет выявлять неисправности>приводящие к появлению "0" на прямом и инверсном выходах 1 -ro разряда регистра сдвига, имеет большие затраты на реализацию схемы контроля.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому. эффекту к изобретению является генератор псевдослучайных чисел, который содержит 30 рекуррентный регистр сдвига, счетчик, элемент НЕ, элемент И,.элемент ИЛИ, элемент задержки, сумматор по модулю, ключ и триггер, выход которого соединен с первым входом сумматора по 35 модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента И, вход которого через элемент задержки соединен со счетным входом триггера, выход рекуррентного регистра сдвига 40 соединен с вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом "Сброс" счетчика, счетный вход которого 45 подключен к тактбвому входу рекуррентного регистра сдвига, вход "Установка" которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ н через элемент НЕ— с вторым входом элемента И (3) . . 50

Однако этот генератор характеризуется сложностью схемы контроля ,и недостаточно высокой надежностью.

Цепью изобретения является упроще- 55 ние генератора, повышение надежности его за счет упрощения схемных решений при одновременном уменьшении его стоимости, Цель достигается тем, что в генератор псевдослучайных чисел, содержа-, щий регистр сдвига, выходы i --го (1 = 1, ..., и -1, и — число разрядов регистра сдвига) и tl --ro разрядов которого соединены соответствен,но с первым и вторым входами первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, вход "Сдвиг" которого подключен к выходу источника тактовых импульсов, второй сумматор по модулю два, счетчик, блок регистрации, введены два токозадающих резистора, два накопительных конденсатора и третий сумматор по модулю два, выход которого соединен с входом "Сброс" счетчика, выходы разрядов которого соединены с группой входов блока регистрации соответственно, выход t1 -ro разряда регистра сдвига соединен с первым входом второго сумматора по модулю два непосредственно и через первый токозадающий резистор соединен с его вторым входом, второй вход второго сумматора по модулю два через первый накопительный конденсатор соединен также с шиной "-" источника питания, а выход второго сумматора по модулю два соединен с первым входом третьего сумматора по модулю два, второй вход которого через второй токозадающий резистор соединен с шиной "-" источника питания и через второй накопительный конденсатор соединен с шиной "+" источника питания, счетный вход счетчика объединен с входом "Сдвиг" регистра сдвига, вход "Установка" которого объединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два.

На чертеже приведена блок-схема генератора.

Генератор содержит регистр 1 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, счетчик 2, токозадающий резистор 3, накопительный конденсатор

4, сумматоры 5 и 6 по модулю два, блок 7 регистрации, токозадающий резистор 8 и накопительный конденсатор 9, выходы разрядов регистра

10,-10„.

Генератор работает следующим образом.

Принцип контроля работы генератора основан на том свойстве псевдослучайной последовательности, что

1095177 . число следующих подряд сигналов одного значения (О.или 1) в последовательности не должно превышать где fl — число разрядов рекуррентного регистра 1 сдвига. Подсчет

1 следующих подряд сигналов одного значения производит счетчик 2, который сбрасывается в "0", при каждом изме» . ненни логического сигнала на выходе

10 . Сигнал сброса выдает схема, tp состоящая из резистора 3, конденсатора 4 и сумматора.5 по модулю два.

В статическом состоянии после завершения переходных процессов в цепи резистора 3 конденсатора 4 сигналы 15 на обоих входах сумматора 5 по модулю . два имеют одинаковые значения н на его выходе присутствует сигнад "О",. который. проходит через сумматор 6 по

„модулю два и создает, счетчику 2 режим 20 счета. После изменения логического сигнала на выходе 10> в течение переходного процесса в цепи резистора

3 и конденсатора 4 на одном из входов сумматора 5 присутствует новое значение логического сигнала, а на другом входе сохраняется его предыдущее значение. В этот период времени на втором входе кратковременно появляется логическая единица, которая проходит через сумматор 6 по модулю два и сбрасывает счетчик 2, после чего начинается подсчет числа следующих подряд сигналов другого значения.

Работа счетчика 2 продолжается до

35 момента очередной смены сигнала на выходе 1011. Если содержимое счетчика

2 превышает и, то блок 7 регистрирует неисправность.

Установка генератора в исходное состояние происходит при подключении питания с помощью цепи резистора 8, конденсатора 9, происходит переходный процесс, в течение которого на соот4 ветствующем выходе резистора 8 присутствует сигнал "1", создающий рекуррентному регистру 1 сдвига режим параллельного занесения информации, а счетчику 2 режим сброса. При работе генератора сигнал на соответствующем выходе резистора 8 равен нулю. Постоянные времени цепи резистора 8, конденсатора 9 выбирают большей по сравнению с постоянной времени цепи резистора 3, конденсатора 4. Это позволяет использовать сумматор 6 по модулю два в режиме элемента ИЛИ. В зависимости от индивидуальных особенностей каждого генератора в

fl-й разряд рекуррентного регистра сдвига может записываться или "0", илй "1". Если в момент включения питания на выходе 1 появляется сигнал "0", то переходный процесс в цепи резистора 3, конденсатора 4 не имеет места, а иа выходе сумматора

5 присутствует логический ноль, и сумматор 6 но модулю два выполняет функцию ИЛИ. Если же при подключении питания иа выходе 10 появляется логическая единица, то в цепи резистора 3, конденсатора 4 имеет место переходный процесс и на выходе сумматора 5 кратковременно появляется сигнал "1", который создает на выходе сумматора 6 сигнал "0", не соответствующий требуемому уровню сигнала сброса счетчика 2. Но так как постоянная времени цепи резистора 8, конденсатора 9 выбирается большей по сравнению с постоянной времени цепи резистора 3, конденсатора 4, то последним на выходе в режиме приведения устройства в исходное состояние будет сигнал 1", который и сбросит в "0" счетчик 2.Повышение надежности достигается за счет сокращения числа элементов и уменьшения количества связей.

1095177

Подписное

Тираж 699

Заказ 3599/31

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Карасов

Редактор N. Товтин Техред С.Легеза Корректор С. Шекмар