Генератор псевдослучайных чисел

 

Изобретение относится к ш тульсной технике. Цель изобретения - повьппение надежности работы устройства . Генератор содержит регистр 1 сдвига с сумматором 2 по модулю два, Е цепи обратной связи, элементы И 12, сумматор 8 по модулю два, счетчик 10 и генератор 14 тактовых импульсов. Введение сумматора 3 по модулю два, регистра 4 кода, элементов 3,9,15 и 17 индикации, элемента И-НЕ 7, элемента И 6, ключа 13, задатчика 16 длины последовательности, блока 11 переключателей повышает достоверность формирования псевдослучайных чисел. 1 кл. (Л tsd ел 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 НОЗ КЗ 84 %

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21.) 3863372/24-21 (22) 17.12 ° 84 ("6) 15,09.86.Бюл.¹ 34 (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина и Опытно-конструкторское бюро "Теплоавтомат" (72) А.И.Кордюмов, М.Б.Холодов, И.С.Шандрин, А.Х.Осадчий и Л.В.Дербунович (53) 621.374.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 725211, кл. Н 03 К 3/84, 1978.

Авторское свидетельство СССР №- 907547, кл. G 06 F 7/58, 1980.

„„SU„„1257814 А 1 (54 ) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. Генератор содержит регистр 1 сдвига с сумматором 2 по модулю два, z цепи обратной связи, элементы И 12, сумматор 8 по модулю два, счетчик 10 и генератор 14 тактовых импульсов.

Введение сумматора 3 по модулю два, регистра 4 кода, элементов 5,9,15 и

17 индикации, элемента И-НЕ 7, элемента И 6, ключа 13, задатчика 16 длины последовательности, блока 11 переключателей повышаетдостоверность формирования псевдослучайных чисел.

1 ил.

1257814

Р

5 I0

Изобретение относится к импульс- ». ной технике.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства за счет повышения достоверности формирования псевдослучайных чисел.

На чертеже представлена структурная схема генератора псевдослучайных чисел.

Генератор псевдослучайных чисел содержит регистр 1 сдвига с сумматором 2 по модулю два в цепи обратной связи, второй сумматор 3 по модулю два, регистр 4 кода, первый элемент

1 индикации 5, второй элемент И 6, эле мент И-НЕ 7, первый сумматор 8 по модулю два, второй элемент индикации

9, счетчик 10, блок 11 переключателей, первый элемент И 12, ключ 13, генератор 14 тактовых импульсов,третий элемент индикации 15, задатчик

16 длины последовательности, четвертый элемент индикации 17. Первый выход блока 11 переключателей соединен с первым входом счетчика 10, первым входом регистра 1 сдвига и первым входом элемента И-НЕ ?, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 12, второй вход которого соецинен с первым входом первого суьжатора 8 по модулю два, входом четвертого элемента индикации 17 и выходом задатчика 16 длины последовательности, входы которого соединены с соответствующими входами третьего элемента индикации 15, и выходами счетчика 10, второй вход которого соединен со вторым входом регистра 1 .сдвига и выходом первого элемента

И 12, третий вход которого через ключ 13 соединен с выходом генератора 14 тактовых импульсов. Выходы регистра 4 кода соединены со входами разрядов регистра 1 сдвига, выходы соответствующих разрядов которого соединены со входами второго сумматора 3 по модулю два, выход которого соединен с третьим входом регистра 1 сдвига, четвертый вход которого соединен с третьим входом счетчика 10 и вторым выходом блока 11 переключателей. Выходы разрядов регистра 1 сдвига соединены с соответствующими входами первого элемента индикации

5 и входами второго элемента И 6, вы" ход которого соединен со вторым вхо дом элемента И-НЕ 7 и вторым входом первого сумматора 8 по модулю два, 15

55 выход которого соединен со входом второго элемента индикации 9.

Регистр 1 сдвига выполнен реверсивным, Задатчик 16 длины последовательности выполнен в виде дешифратора, соответствующий выход которого выбирается переключателем.

Генератор псевдослучайных чисел работает следующим образом.

После включения питания генератор

14 тактовых импульсов генерирует последовательность тактовых импульсов.

В начальном состоянии в задатчике 16 длины последовательности устанавливается число, равное длине последовательности псевдослучайных чисел, код последнего числа последовательности (11...1) заносится в регистр 4 кода, на первом и втором выходах блока 11 переключателей устанавливается код "11", обеспечивающий установку счетчика 10 в исхоцное состояние

00...0. Из-за несовпадения кодов задатчика 16 длины последовательности и счетчика 10 на выходе.задатчика

16 длины последовательности устанавливается единичный уровень сигнала, снимающий запрет по второму входу первого элемента И 12. Состояние счетчика 10 отображается на третьем элементе индикации 15. Код "11" с выходов блока 11 переключателей обеспечивает регистру 1 сдвига режим паралг лельной записи. По первому тактовому импульсу, пришедшему на второй вход регистра 1 сдвига, код 11.. ° 1 с регистра 4 кода заносится в регистр 1 сдвига, после чего на выходе второго элемента И 6 появляется сигнал логической единицы, который обеспечивает совместно с логической единицей с первого выхода блока 11 переключателей, сигнал логического нуля на выходе элемента И-НЕ 7, зап» рещающнй поступление тактовых импульсов на выход первого элемента И 12, т.е. устройство приведено в состояние, исходное для генерирования последовательности псевдослучайных чисел в обратном порядке. При этом, нулевой уровень сигнала с выхода .первого сумматора 8 по модулю два индицируется вторым элементом индикации 9 и служит в данном случае сигналом их исправности. Генерирование обратной последовательности псевдослучайных чисел начинается пос.—

814 4

В исходном состоянии на выходах задатчика 16 длины последовательнос- .. ти л второго элемента И 6 присутствуют сигналы "1" и "0" соответственно.

В этот момент сигнал "I на выходе первого сумматора 8 по модулю два свидетельствует о правильной работе устройства. После апуска устройства сигналы на выходах задатчика 16 длины последовательности и элемента

И 6 сохраняют свои значения. При пра-

- вильной работе устройства на последнем такте последовательности эти сигналы одновременно изменяются íà противлтоложные. Сигнал на выходе пер. вого сумматора 8 по модулю два остается равным "1" и индицирует отсутствие константных неисправностей и сбоев (восстанавливающихся неисправностей) в работе устройства. При правильной работе устройства сигналы на выходах задатчика 16 длины последовател ности и элемента И 6 на последнем такте последовательности одновременно по входам первого эле мента И 12 останавливают поступление тактовых импульсов на устройство. При наличии константных неисправностей или сбоев счетчик 10 и регистр 1 сдвига не придут в конечные состояния одновременно, Тот элемент, который придет .в конечное состояние первым, остановит работу устройства, а другой останется в промежуточном состоянии. При этом на входах сумма 1 тора 8 по модулю два будут одинаковые сигналы, и на его выходе появится логический "0", индицирующий неправильную работу.

Устройство обнаруживает отказы в цепях тактовых импульсов. При правильной работе устройства его останов производится сигналом с выхода задатчика 16 ддины последовательности. Логический 0 возникает на этом

3 1257 ле установления на первом и втором выходах блока 11 переключателей кода "01", что обеспечивает режим счета счетчика 10 и режим сдвига в об ратном направлении регистру 1 сдвига 1, который генерирует с помощью второго сумматора 3 по модулю два последовательность чисел в обратном порядке. Сигнал логического нуля с первого выхода блока ll переключателей устанавливает сигнал логической единицы на выходе элемента И-НЕ 7, обеспечивая этим разрешение на прохождение тактовых импульсов через первый элемент И 12. После того, как счетчик 10 отсчитал число тактов, заданное задатчиком 16 длины последовательности, на выходе последнего появляется сигнал "0", который по второму входу элемента И 12 останавливает работу устройства в состоянии, исходном для генерирования рабочей последовательности псевдослучайных чисел заданной длины. Этот момент индицируется элементом индикации 15 конца последовательности.

Таким образом, экспериментально определяется состояние регистра 1 сдвига, начиная с которого рабочая последовательность закончится кодом

11...1. Это начальное состояние, ви10 зуально наблюдаемое с помощью элемента индикации 5 регистра сдвига, . заносится в регистр 4 кода. Установлением кода "11" на выходах блока ll переключателей устройство приводится 35 в состояние, исходное дпя генерирования рабочей последовательности, при ,этом код "ll" синхронно устанавливает счетчик 10 в состояние 00...0, которое на выходе задатчика 16 длины 40 последовательности устанавливает сигнал "1", а регистру 1 сдвига упомянутый код "1" задает режим, при котором он записывает первый член рабочей последовательности из регистра 4 кода. Генерирование рабочей последовательности начинается при установлении на выходах блока ll переключателей кода "10" ° После этого по фронту каждого тактового импульса счетчик 1050 отсчитывает очередной шаг псевдослучайной последовательности, а регистр

1 сдвига формирует с помощью сумматора 2 по модулю два следующее псевдослучайное число, Контроль работы устройства при генерировании рабочей последовательности происходит следующим образом. выходе только тогда, когда счетчик

10 отсчитал заданное число тактов.

Этот же сигнал индицирует окончание последовательности после выдачи заданного числа псевдослучайных чисел.

Отсутствие сигнала окончания последовательности в ожидаемый:момент времени обнаруживает неисправности генератора 14 тактовых импульсов.Неисправности, раздельно возникающие в цепях тактовых импульсов счетчика 10 и регистра 1 сдвига индицируют ся элементом индикации 9, так как

:счетчик ?О и регистр 1 сдвига не при-, 1257814 дут одновременно в конечные состоя- по ния. ва

Занесение начального состояния фо регистра 1 сдвига в регистр 4 кода он удобно производить при необходимос5 ти многократного повторения последо- р вательности псевдослучайных чисел.

При однократном генерировании после- м довательности удобнее после выполне- д ния обратного хода отключить такто- 1О п вые импульсы ключом 13. При этом, п регистр 1 сдвига сохраняет свое сос- д тояние. После этого кодом "11" с вы- э ходов блока 11 переключателей уста- н навливают счетчик 10 в состояние f5 т

00...0. Схема приведена в исходное с состояние для генерирования рабочей п последовательности. На выходах бло- м ка 11 переключателей устанавливают код "10" и после замыкания ключа 13 gp p начинается генерирование рабочей в последовательности псевдослучайных и чисел. т Если последний член последовательности должен быть иным, чем 11...1, то элемент И 6 заменяют дешифратором последнего члена последовательности, который выдает сигнал "1 на своем выходе только при появлении на его входах кода последнего члена последовательности, а в остальных случаях на его выходе присутствует сигнал "0".

Формула изобретения

Генератор псевдослучайных чисел, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, первый сумматор по модулю два, счетчик, первый элемент И, генератор тактовых импульсов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

Ь вышения надежности работы устройстза счет повышения достоверности рмированчя псевдослучайных чисел, содержит второй сумматор по модулю два, регистр кода, первый, втоой, третий и четвертый элементы индикации, элемент И-НЕ, второй элеент И, ключ, задатчик длины послеовательности и блок переключателей, ервый выход которого соединен с ервым входом счетчика, первым вхоом регистра сдвига и первым входом лемента И-НЕ, выход которого соедиен с первым входом первого элемена И, второй вход которого соединен первым входом первого сумматора о модулю два, входом четвертого элеента индикации и выходом задатчика длины последовательности, входы котоого соединены с соответствующими ходами третьего элемента индикации выходами счетчика, второй вход коорого соединен с вторым входом регистра сдвига и выходом первого элер5 мента И, третий вход которого через ключ соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выходы регистра кода соединены с входами разрядов регистра сдвига, выходы соответствуюgg щих разрядов которого соединены с входами второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом регистра сдвига, четвертый вход которого соединен с

35 третьим входом счетчика и вторым выходом блока переключателей, выходы разрядов регистра сдвига соединены с соответствующими входами первого элемента индикации и входами второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ и вторым входом первого сумматора но модулю два, выход которого соединен с входом второго элемента индикации..1257814

Составитель 10. Бурмистров

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Редактор И.Сегляник

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

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

Заказ 5039/56

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