Генератор псевдослучайных последовательностей

 

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора и его помехоустойчивости. Устройство содержит регистры 1 и 2 сдвига, управляемые сумматоры 3.1,.. ...,3.т ПО; модулю три, направляемые сумматоры 4.1,...,4(т-) по модулю три, блок 5 устранения сбоев, блок 6 управления, преобразователь 7 двоичного кода в троичнь й, генератор 8 тактовых импульсов и двухсекционные ключи 9.1,...,9(т-1). Введение в устройство m управляемых сумматоров по модулю три, где га - максимальная разрядность генератора, т-2 неуправляемых сумматоров по модулю три дополнительно , блока 5 устранения сбоев, т-1 двухсекционных ключей 9, блока 6 управления, конкретное выполнение управляемого и неуправляемого сумматоров , блока устранения сбоев и блока управления позволяет получить двоичные и троичные последовательности на основе двоичных и троичных многочленов произвольной структуры. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. С о (Л to to 00 к 00 О) ;гда.. /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩ 1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН д!) 4 Н 03 К 3/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3818009/24-2) (22) 22.11.84 (46) 30.04.86. Бюл. Ф 16 (7) ) Уфимский ордена Ленина авиацион. ный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Ю.М. Гусев, В.А. Семеран, P.Ó. Даминов и О.Е. Данилин (53) 621.374.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 796834, кл. G 06 F 1/02, 198).

Авторское свидетельство СССР

У 1056187, кл. G 06 F 7/58, 1983. (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора и его помехоустойчивости.

Устройство содержит регистры 1 и 2 сдвига, управляемые сумматоры 3.1,...

„„SU„„1228236 А 1...,З.m по модулю три, направляемые сумматоры 4.1,...,4(m-l) по модулю три, блок 5 устранения сбоев, блок 6 управления, преобразователь 7 двоичного кода в троичный, генератор 8 тактовых импульсов и двухсекционные .ключи 9.1,...,9(ш-!). Введение в устройство m управляемых сумматоров по модулю три, где т — максимальная разрядность генератора, m-2 неуправляемых сумматоров по модулю три дополнительно, блока 5 устранения сбоев, m-1 двухсекционных ключей 9, блока 6 управления, конкретное выполнение управляемого и неуправляемого сумматоров, блока устранения сбоев и блока управления позволяет получить двоичные и троичные последовательности на основе двоичных и троичных многочленов произвольной структуры. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

3 )22

Изобретение относится к импульсной технике.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора за счет получения двоичных и троичных последовательностей на основе двоичных и троичных многочленов произвольной структуры и повышение помехоустойчивости генератора.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора псевдослучайных последовательностей; на фиг. 2 — пример выполнения генератора псевдослучайных последовательностей; на фиг. 3 — временные диаграммы работы генератора псевдослучайных последовательностей; на фиг. 4 — пример конкретного выполнения блока устранения сбоев; на фиг. 5 — пример конкретного выполнения блока управления.

Генератор псевдослучайных последовательностей (фиг. !) содержит первый регистр 1 сдвига, второй регистр 2 сдвига, m управляемых сумматоров

3.!,...,З.m. по модулю три, (ш-)) неуправляемых сумматора 4.),...,4. .(m-1) по модулю три, блок 5 устранения, сбоев, блок 6 управления, преобразователь 7 двоичного коца в троичный, генератор 8 тактовых импульсов, (ш-1) двухсекционных ключей

9.1,...,9.(m-l). Входы синхронизации первого 1 и второго 2 регистров сдвига соединены с выходом генератора 8 тактовых импульсов. Первый и второй входы блока 6 управления соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого разряда второго регистра 2 сдвига. Первый и второй прямые выходы первого управляемого сумматора 3.1 по модулю три соединены соответственно с первым и третьим входами первого неуправляемого сумматора 4.) по модулю три, второй и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым инверсными выходами первого управляемого сумматора 3.1 по модулю три. Первый и второй прямые выходы

)-го неуправляемого сумматора 4.,j по модулю три, где )=1,2,...,m-2, соединены соответственно с входами первой 9.()1) и второй 9.(j2) секций ,)-ro двухсекционного ключа 9.) и третьим и первым входами ()+1)-го «еуправляемого сумматора 4.()+1) по модулю три, четвертый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым инверсными выходами

8236 2

J-го неуправляемого сумматора 4.) по модулю три. Первый и второй прямые

20 f

4О

5Î выходы k-го управляемого сумматора

З.k по модулю три, где k=2,3,...,m, соединены соответственно с пятым и седьмым входами (k-l)-го неуправляемого сумматора 4.(k-)) по модулю три, шестой и восьмой входы которого соединены соответственно с первым и вторым инверсными выходами k-ro управляемого сумматора З.К по модулю три.

Первый и второй прямые выходы

1 (m-l;-го неуправляемого сумматора

4.(m-l) по модулю три соединены соответственно с входами первой и второй секций двухсекционного ключа 9.(m-)), Выходы разрядов первого регистра 1 сдвига соединены с первыми входами соответствующих управляемых сумматорсв 3.1„...,3.m. по модулю три и первой группой входов блока 5 устранения сбоев, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядов .вторсго регистра 2 сдвига и вторыми входами соответствующих управляемых сумматоров 3.1,...,3.m по модулю три.

Первь;й выход блока 6 управления соединен с первым входом преобразовате\ ля 7 двоичного кода в троичный, вто:эой вход которого соединен с выходом первого разряда первого регистра сдвига, информационный вход которого соединен с выходом блока 5 устр,"нения сбоев, вход которого соединен с объединенными выходами первых секций двухсекционных ключей 9.),...,9.(m-l) выходы вторых секций которых объедипены и соединены с информационным входом второго регистра 2 сдвига.

Второй выход блока 6 управления соединен с девятыми входами неуправляемых сумматоров 4.),...,4.(m-)) по модулю три. Третий и четвертый входы э -го управляемого сумматора З.i no модулю три, где i=l,2,...,m, соединены соответственно с (2э +1)-м и (2i+

2)-м выходами блока 6 управления.

Каждый управляемый сумматор 3.1,,З,m .по модулю три (фиг. 2) содержит два элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ 10 и два элемента НЕ 11, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами управляемого .сумматора по модулю три, первый входом которого являются объединенные первые входы элементов 2-2И-2ИЛИ-НЕ )О, втсрые объединенные входы которых являются вторым входом управляемого сумматора по модулю три, третьим входом которо1228236

5 !

О

ro являются объединенные третьи входы элементов 2-2И-2ИЛИ-НЕ 10, четвертые объединенные входы которых являются четвертым входом управляемого сумматора по модулю три, первым и вторым инверсными выходами которого являются выходы элементов 2-2И-2ИЛИ-НЕ 10, вы-. ходы которых соединены также с входами соответствующих элементов HE 11.

Каждый неуправляемый сумматор

4.1,...,4.(m-)) по модулю три (фиг. 2) содержит,"(ва элемента 3-ЗИЗИЛИ-HE 12 и два элемента НЕ 13, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами неуправляемого сумматора по модулю три, первым входом которого являются объединенные первые входы элементов 3-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ

12, вторые объединенные входы которых являются вторым входом неуправляемого сумматора по модулю три, третьим входом которого являются объединенные третьи входы элементов 3-ЗИЗИЛИ-НЕ 12, четвертые объединенные входы которых являются четвертым входом неуправляемого сумматора по модулю три, пятым входом которого являются объединенные пятые входы элементов

3-ЗИ-3KIH-НЕ !2, шестые объединенные входы которых являются шестым входом неуправляемого сумматора по модулю три, седьмым входом которого являются объединенные седьмые входы элементов

3-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ 12, восьмые объединенные входы ксторых являются восьмым входом неуправляемого сумматора по модулю три, девятым входом которого являются объединенные девятые входы элементов 3-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ !2, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами неуправляемого сумматора по модулю три и соединены с входами соответствующих элементов

НЕ 13.

Блок 5 устранения сбоев (фиг. 4) содержит 2-входовый элемент ИЛИНЕ 14, 2m-входовый элемент И-НЕ

15, элемент ИЛИ 16 и элемент И 17, выход которого является выходом блока 5 устранения сбоев, первой группой входов которого являются первые

m 2m âõîäîâûõ элементов ИЛИ-НЕ

14 и И-НЕ 15, вторые m входов которых являются второй группой входов блока 5 устранения сбоев, вход которого является первым входом элемента ИЛИ

16, второй вход которого соединен с

BblxopoM 2m-входового элемента ИЛИНЕ 14. Выход элемента ИЛИ 16 соединен с первым входом элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом

2m-входового элемента И-НЕ !5.

Блок 6 управления (фиг. 5) содержит источник 18 сигнала логического нуля, источник 19 сигнала логической единицы, (2ш+2) ключей 20.1,...,20. (2m+2), Первый и второй входы первого ключа 20.1 являются соответственно вторым и первым входами блока 6 управления. Выход i-го ключа 20.i, где i=-l,2,...,2m+2, является соответствующим i-м выходом блока 6 управления. Первые входы всех ключей

20, кроме первого, соединены с выходом источника 19 сигнала логической единицы. Вторые входы всех ключей

20, кроме первого, соединены с выходом источника 18 сигнала логического нуля .

Генератор псевдослучайных последовательностей работает в одном из двух режимов — режиме формирования двоичных последовательностей и режиме формирования троичных последовательностей.

Работа генератора псевдослучайных последовательностей в режиме формирования троичных последовательностей на примере реализации характеристического многочлена третьей степени (т.е. ш=З):

h(x)=x +2х +x+I.

Этому многочлену соответствует следующая троичная последовательность сМ =26:

1)0102)222)002202012)11200, где М вЂ” длина последовательности и

Э определяется по формуле

М =3 — 1. м

Весовые коэффициенты h этого многочлена представляются в виде двоичных двухразрядных чисел. Нри этом с (2i+1)-ro выхода блока 6 управления (фиг. 2) подается старший разряд этого числа, а с (2i+2)-ro выхода— младший разряд. Соответственно, старший разряд этого числа подается на третий вход управляемого сумматора

3.1 по модулю три, а младший разряд на четвертый вход этого сумматора.

Таким образом, в рассматриваемом примере, где h„=2, h =), h; 1, что в двоичном представлении соответствует: ),=10; - 2=0! hý=î), замыканием соответствующих ключей 20 блока 6 управления на источники 18 и 19 сигналов логических нуля и единицы на третьи и четвертые входы со1228236 ответствующих управляемых сумматоров

3.1, 3.2, 3.3 подаются логические сигналы, соответствующие данному полиному. Через второй ключ 20.2 бло5 ка 6 управления на девятые входы неуправляемых сумматоров 4,1, 4.? подается сигнал, определяющий режим работы генератора псевдослучайных последовательностей — в режиме формирования троичных последовательностей это сигнал логической единицы. Ключ

20.1 блока 6 управления также обеспечивает необходимый режим работы генератора псевдослучайных последовательностей — в режиме формирования троичных последовательностей ключ 2О.1 обеспечивает поступление на первый вход преобразователя 7 двоичного кода в троичный сигнала с прямого выхода первого разояда (фиг. 35) регистра 2 сдвига. Обратная связь определяемая числом гп, замыкается с помощьк двухсекционных ключей 9.1,...,9.(m- 1), в данном случае (так как m=Ç) с, помо- 5 щью ключа 9.2, по выходу последнего неуправляемого сумматора 4.i по модулю три — в данном случае сумматора

4.2 (фиг. 3<1, Зф). Все остальные двухсекционные ключи 9 обязательно разомкнуты. Сигналы с выходов разрядов первого регистра сдвига (фиг. Зи, Зе) подаются на первые входы управляемых сумматоров 3.2, 3.3 по модулю три соответственно. Подаваемые на

35 вторые входы этих сумматоров сигналы (фиг. 3<1, Зж) с выходов разрядов второго регистра 2 сдвига совместно с сигналами с блока 6 управления, подаваемыми на третьи и четвертые входы

40 этих сумматоров, суммируются по модулю три в соответствии с выражениями

Sl=al bl+a2 b2;

S2=al b2+a2 Ьl, где Sl — сигнал на нервом прямом вы45 ходе управляемого сумматора 3.1(3.2, 3 3} по модулю три (фиг. 3 х, Зм, Зс соответственно); Б2 — сигнал на вто- ром прямом выходе управляемого сумма. тора 3.1(3.2, 3.3) по модулю три

50 (фиг. ЗА, 3 н, Зt соответственно); а — сигнал с выхода соответствуюI щего разряда регистра 1 сдвига, поступающий на первый вход соответствующего управляемого сумматора З.i по модулю три; Ь вЂ” сигнал, посту55 лающий на третий вход соответствующего управляемого сумматора З.i no модулю три с (2i+1)-го выхода блока 6 управления; а — сигнал с выхода соответствующего разряда регистра 2 сдвига, поступающий на второй вход соответствующего управляемого сумматора З.i по модулю три; b — сигнал, поступающий на четвертый вход соответствующего управляемого сумматора

З.i по модулю три с (2i+2)-го выхода блока 6 управления.

Полученные на выходах управляемых сумматоров 3.1, 3.2 по модулю три сигналы суммируются совместно с сигналом с второго выхода блока 6 управления в неуправляемом сумматоре 4.1 по модулю три, сигналы с прямых (фиг. 3 п, 3p) и инверсных выходов которого совместно с сигналами с прямых и инверсных выходов управляемого сумматора 3.3 по модулю три суммируются по модулю три в неуправляемом сумматоре 4.2 по модулю три. Сдвиг информации в регистрах 1 и 2 сдвига осуществляется импульсами с выхода генератора 8 тактовых импульсов (фиг. Зх). Преобразователь 7 двоичного кода в троичный преобразует поступающие на его первый (фиг. ЗЬ) и второй (фиг. 3f) входы сигналы с выходов первых разрядов регистров 1 и

2 сдвига в троичный код (фиг. За).

Работа блока 5 устранения сбоев (фиг„ 4) происходит следующим обра2m зом. Всего из 2 возможных состояm ний регистров 1 и 2 сдвига есть 3 †разрешенных. Появление неразрешенных состояний регистров 1 и 2 сдвига означает возникновение сбойной ситуации. При формировании троичных последовательностей возможны два вида сбойных ситуаций: обнуление обоих регистров 1 и 2 сдвига; установление во всех или одноименных разрядах регистров 1 и 2 сдвига уровней логической единицы.

При обнулении регистров 1 и 2 сдвига на выходе элемента ИЛИ-НЕ 14 появляется (фиг. 3 э) уровень логической единицы, который через элементы

ИЛИ 16 и И 17 поступит на информационный вход регистра 1 сдвига, что обеспечит устранение сбойной ситуации в следующем такте работы генератора псевдослучайных последовательностей. При установлении уровней логической единицы в нескольких одно. именных (например, 1.1 и 2.1; 1.1, 1,2 и 2.1, 2.2) разрядах регистров

1 и 2 сдвига генератор сам восстано1228236

25

40

55 вит нормальное функционирование, так как эти неразреженные состояния регистров 1 и 2 сдвига учтены при построении сумматоров З.i и 4.i. При установлении всех разрядов регистров

1 и 2 сдвига в единичное состояние на выходе элемента И-HE 15 появится уровень (фиг. Зи) логического нуля, который через элемент И 17 поступит на информационный вход регистра сдвига и обеспечит устранение сбойной ситуации.

При работе генератора псевдослучайных последовательностей в режиме формирования двоичных последовательностей режим работы задается подачей сигнала логического нуля с выхода ключа 20.2 блока 6 управления (фиг. 5) на девятые входы неуправляемых сумматоров 4.i по модулю три.

При этом на первый вход преобразователя 7 двоичного кода в троичный с помощью ключа 20.1 блока 6 управления подается сигнал с инверсного выхода первого разряда регистра 2 сдвига.

Подача остальных сигналов при этом аналогична подаче сигналов в режиме, формирования троичных последовательностей. При формировании двоичных последовательностей сбойной ситуацией является (из описанных выше) лишь установление регистров 1 и 2 сдвига в нулевое состояние одновременно.

Устранение этой сбойной ситуации осуществляется аналогично описанной при формировании троичных последовательностей. формулаизобретения

1. Генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий первый и второй регистры сдвига, входы синхронизации которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, преобразователь двоичного кода в троичный, первый неуправляемый сумматор по модулю три, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет получения двоичных и троичных последовательностей на основе двоичных и троичных характеристических многочленов произвольной структуры и повышения помехоустойчивости генератора, он содержит m управляемых сумматоров no o T H, I e m максимальная разрядность генератора, m-2 неуправляемых сумматора по модулю три дополнительно, блок устранения сбоев, m-1 двухсекционных ключей и блок управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого разряда второго регистра сдвига, первый и второй прямые выходы первого управляемого сумматора по модулю три соединены соответственно с первым и третьим входами первого неуправляемого сумматора по модулю три, второй и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым инверсными выходами первого управляемого сумматора по модулю три, первый и второй прямые выходы j-го неуправляемого сумматора по модулю три, где,)=1,2,...,m-2, соединены соответст» венно с входами первой и второй сек20, ций j-ão двухсекционного ключа и третьим и первым входами j+1-го неуправляемого сумматора го модулю три, четвертый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым инверсными выходами j-го неуправляемого сумматора по модулю три, первый и второй прямые выходы k-го управляемого сумматора по модулю .три, где

k=2,3,...,m, соединены соответственно с пятым и седьмым входами k-1-го неуправляемого сумматора по модулю три, шестой и восьмой входы которого соединены соответственно с первым и вторым инверсными выходами k-го управляемого сумматора по модулю три, первый и второй прямые выходы ш-1-го неуправляемого сумматора по модулю три соединены соответственно с входами первой и второй секций m — 1-ro двухсекционного ключа, выходы разрядов первого регистра сдвига соединены с первыми входами соответствующих m управляемых сумматоров по .модулю три и первой группой входов блока устранения сбоев, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядов второго регистра сдвига и вторыми входами соответствующих ш управляемых сумматоров по модулю три, первый выход блока управления соединен с первым входом преобразователя двоичного кода в троичный, второй вход которого соединен с выходом первого разряда первого регистра сдвига, информационный вход которого соединен с выходом блока устранения сбоев, вход которого соединен с объединенными выходами первых секций ш-1 двухсекционных ключей, выходы вторых сек

1228236

30 ций которых объединены и соединены с информационным входом второго регистра сдвига, второй выход блока управления соединен с девятыми входами

m-! неуправляемых сумматоров по модулю три, третий и четвертый входы .i-го управляемого сумматора по модулю три, где i=1,2,...,m, соединены соответственно с 2i+1 — м и 2i+2-м выходами блока управления. !0

2. Генератор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что управляемый сумматор по модулю три содержит два элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ и два элемента НЕ, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами управляемого сумматора по модулю три, первым входом которого являются объединенные первые входы элементов 2-2И-2ИЛИ-НЕ, вторые объединенные входы которых являются вторым входом управляемого сумматора по модулю три, третьим входом которого являются объединенные третьи входы элементов 2-2И-2ИЛИ-HE четвертые объединенные входы которых „»> являются четвертым входом управляемого сумматора по модулю три, первым и вторым инверсными выходами которого являются выходы элементов 2-2И-2HJIHHE, выходы которых соединены также с входами соответствующих элементов

НЕ.

3. Генератор по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что неуправляемый сумматор по модулю три содержит два элемента 3-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ и два эле35 мента НЕ, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами неуправляемого сумматора по модулю три, первым входом которого являются

40 объединенные первые входы элементов

З-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, вторые объединенные входы которых являются вторым входом неуправляемого сумматора по модулю три, третьим входом которого являются объединенные третьи входы элементов

3-3И-ЗИЛИ-НЕ, четвертые объединенные входы которых являются четвертым входом неуправляемого сумматора по модулю три, пятым входом которого являются объединенные пятые входы элементов

З-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, шестые объединенные вхоцы которых являются шестым входом неуправляемого сумматора по модулю три, седьмым входом которого являются объециненные седьмые входы элементоВ

З-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, восьмые обьединенные входы которых являются восьмым входом неуправляемого сумматора по модулю три, девятым входом которого являются объединенные девятые входы элементов Ç-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами неуправляемого сумматора по модулю три и соединены с входами соответствующих элементов HE. ч„ Генератор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок устранения сбоев содержит 2m-входовый элемент ИЛИ-НЕ, 2m-входовый элемент

И-НЕ, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого является выходом блока устранения сбоев, первой группой входов которого являются первые m входов

2m-входовых элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ, вторые m входов которых являются второй группой входов блока устранения сбоев, вход которого является первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом 2m-входового элемента ИЛИ-НЕ, выход элемента

ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом 2ш-входового элемента И-НЕ.

5. Генератор по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок управления содержит источник сигнала логического нуля, источник сигнала логической единицы, 2ш+2 ключей, первый и второй входы первого ключа являются соответственно вторым и первым входами блока управления, выход i-го ключа, где i=.1,2,...,2m+2, является состветствующим -м выходом блока управления, первые входы всех ключей, кроме первого, соединены с выходом источника сигнала логической единицы, вторые входы всех ключей, кроме первого„ соединены с выходом источника сигнала логического нуля.

1 2282.34

1228236

Ю

8 г

М

Ю и к

Л

М н

Л

0 т

Ф

С дилоУод,опзррооо,ое гас,тра! сЯыгд.

Смочь 9

-И Йод pezucmpul стига

С оыкоооо рпзря-до6 дегаева Р сИигд

cT //!

228236

Фиг, 5

Составитель Ю. Бурмистров

Редактор М. Товтин Техред Г.Гербер Корректор В. Синицкая

Заказ 2295/56 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4