Генератор псевдослучайной последовательности

 

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - повышение стабильности формирования псевдослучайной последовательности. Генератор содержит блок 1 сумматоров по модулю два, регистры 4 и 11 сдвига, дешифратор 5, группу элементов 6 совпадения, блок 8 сдвига , генератор 10 тактовых импульсов и элемент И 13. Для достижения поставленной цели в устройство введены блок 2 сравнения, блок 3 управления записью, триггер 7, блок 12 сумматора по модулю два и образованы новые функциональные связи. 2 3. п. ф-лы. 3 ил. о: го ю . со ьо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1322432

А1 (Si) 4 Н 03 К 3/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4040966/24-21 (22) 11.02.86 (46) 07.07.87. Бюл. № 25 (72) В. А. Кирвас, А. В. Колосов, Д. И. Лушпа, В. Д. Рыжков, В. М. Тамаркин и Э. Н. Хомяков (53) 621.374.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1069139, кл. Н 03 К 3/84, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1228233, кл. Н 03 К 3/84, 1985. (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ

ПОСЛ ЕДОВАТЕЛ ЬНОСТИ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения — повышение стабильности формирования псевдослучайной последовательности. Генератор содержит блок 1 сумматоров по модулю два, регистры 4 и 11 сдвига, дешифратор 5, группу элементов 6 совпадения, блок 8 сдвига, генератор 10 тактовых импульсов и элемент И 13. Для достижения поставленной цели в устройство введены блок 2 сравнения, блок 3 управления записью, триггер 7, блок 12 сумматора по модулю два и образованы новые функциональные связи. 2 з. п. ф-лы. 3 ил.

1322432

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в технике генерирования и использования сложных сигналов.

Целью изобретения является повышение стабильности формирования псевдослучайной последовательности.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора псевдослучайной последовательности; на фиг. 2 и 3 — схемы примеров реализации блока сравнения и блока управления записью соответственно.

Генератор псевдослучайной последовательности (фиг. 1) содержит первый блок 1 сумматоров по модулю два, блок 2 сравнения, блок 3 управления записью, первый регистр 4 сдвига, дешифратор 5, группу 6 элементов совпадения, триггер 7, блок 8 сдвига, шину 9 начальной установки, генератор 10 тактовых импульсов, второй регистр 11 сдвига, второй блок 12 сумматоров по модулю два и элемент И 13.

Выход генератора 10 тактовых импульсов соединен с входом синхронизации второго регистра 1 сдвига и входом синхронизации первого регистра 4 сдвига, первая группа выходов которого соединена с входами первого блока 1 сумматоров по модулю два. Выход дешифратора 5 соединен с первыми входами группы 6 элементов совпадения, выходы которых соединены с соответствующими входами группы входов первого регистра 4 сдвига, выходы второй группы выходов которого соединены с входами дешифратора 5 и входами блока 8 сдвига. Шина 9 начальной установки соединена с входом установки первого регистра 4 сдвига и входом установки второго регистра 11 сдвига, соответствующие выходы первой группы выходов которого соединены с вторыми входами группы 6 элементов совпадения. Выходы второй группы выходов второго регистра 11 . сдвига соединены с входами второго блока 12 сумматоров по модулю два, выход которого соединен с первым входом блока 2 сравнения, первый выход которого соединен с первым входом блока 3 управления записью, второй вход которого соединен с выходом первого блока 1 сумматоров по модулю два и вторым входом блока 2 сравнения, второй выход которого соединен с первым входом элемента И 13, второй вход которого соединен с третьим входом блока 2 сравнения и выходом триггера 7, первый вход которого соединен с входом синхронизации первого регистра 4. сдвига, информационный вход которого соединен с первым выходом блока 3 управления записью, второй выход которого соединен с информационным входом второго регистра 1 1 сдвига. Выход блока 8 сдвига соединен с вторым входом триггера 7. Выход элемента И 13 соединен с третьим входом блока 3 управления записью. Группа 6 состо25

55 ит из и — 1 элементов И, где п — разрядность регистров 4 и 11. Первая группа выходов регистра 11 есть первые и — 1 разрядов. Выходы группы 6 соединены с входами разрядов регистра 4 со 2-го по п- й.

Блок 2 сравнения (фиг. 2) содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 и 15, выходы которых соединены соответственно через элементы НЕ 16 и 17 с входами элемента ИЛИ 18, выход которого является первым выходом блока 2 сравнения и соединен с входом третьего элемента HE 19, выход которого является вторым выходом блока 2 сравнения, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

15, второй вход которого соединен с вторым входом блока 2 сравнения и первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

14, второй вход которого является третьим входом блока 2 сравнения.

Блок 3 управления записью (фиг. 3) содержит последовательно соединенные элемент И 20, элемент ИЛИ 21 и элемент HE 22, выход которого является вторым выходом блока 3 управления записью, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И 20 и вторым входом элемента ИЛИ 21, выход которого является первым выходом блока 3 управления записью.

Генератор псевдослучайной последовательности работает следующим образом.

При включении первый регистр 4 сдвига устанавливается сигналом по шине 9 начальной установки в состояние «Все единицы», а второй регистр 11 сдвига — в состояние «Все нули». Под воздействием импульсов, приходящих с выхода генератора 10 тактовых импульсов на вход синхронизации первого регистра 4 сдвига и первый вход триггера 7 происходит сдвиг информации в первом регистре 4 сдвига и запись символа с выхода блока 8 сдвига в триггер 7. При этом на выходе блока 2 сравнения появляется сигнал логической единицы и блок 3 управления записью разрешает запись информации с выхода первого блока 1 сумматоров по модулю два.

Элемент И 13 в это время закрыт из за наличия на его первом выходе сигнала логического нуля с второго выхода блока 2 сравнения. Таким образом, состояние первого разряда первого регистра 4 сдвига определяется сигналом на выходе первого блока 1 сумматоров по модулю два.

С выходов второй группы выходов первого регистра 4 сдвига формируемые сигналы поступают в блок 8 сдвига, на выходе которого происходит формирование псевдослучайной последовательности (ПСП) которая опережает на один элементарный!

322432

30

3 символ ПСП, поступающую с выходов первого блока 1 сумматоров по модулю два, и является инвертированной по отношению к ней.

Состояние первого разряда второго регистра 11 сдвига определяется сигналом на втором выходе блока 3 управления записью, на котором формируется ПСП, инвертированная по отношению к ПСП, формируемой на выходе первого 1 и второго 12 блоков сумматоров по модулю два. Это вызвано тем, что неинвертированная ПСП формируется на выходах разрядов второго регистра 11 сдвига, подключенных к вторым входам элементов совпадения группы 6 соответственно. Дешифратор 5, подключенный к второй группе выходов первого регистра 4 сдвига, формирует на своем выходе сигнал логической единицы при состоянии

«Все нули» первого регистра 3 сдвига, т. е. при сбое последнего. При отсутствии сбоя на выходе дешифратора 5 присутствует сигнал логического нуля и элементы совпадения группы 6 закрыты этим сигналом, элемент И 13 закрыт сигналом логического нуля с второго выхода блока 2 сравнения.

Если в результате сбоя во всех разрядах первого регистра 4 сдвига появится сигнал логического нуля, на выходе дешифратора 5 появится сигнал логической единицы, который откроет элементы совпадения группы 6, на выходах которых появится комбинация единиц и нулей, соответствующая состоянию подключенных к ним разрядов второго регистра 11 сдвига. При этом на выходах первого и второго блоков 1 и 12 сумматоров по модулю два и выходе триггера 7 соответственно могут быть, например, следующие комбинации символов 000, 011, 010, 100.

При совпадении символов на выходах первого и второго блоков 1 и 12 сумматоров по модулю два и выходе триггера 7 (первая комбинация символов) на первом выходе блока 2 сравнения появляется сигнал логической единицы и сигнал на выходе блока 3 управления записью определяется состоянием подключенного к его второму входу выхода первого блока 1 сумматоров по модулю два. Элемент И 13 в этот момент закрыт для прохождения сигнала с триггера 7 сигналом логического нуля с второго выхода блока 2 сравнения.

Если на выходе второго блока 12 сумматоров по модулю два и на выходе триггера 7 присутствует сигнал логической единицы (вторая комбинация символов), на первом выходе блока 2 сравнения появляется сигнал логического нуля и сигнал на первом выходе блока 3 управления записью определяется состоянием подключенного к его третьему входу выхода элемента И 13, который в этот момент открыт для прохождения сигнала с выхода тригп ра 7 сигналом логической единицы с второго выхода блока 2 сравнения.

Таким образом, в первый регистр 4 сдвига с выходов элементов совпадения группы 6 записана комбинация символов, которая совместно с символом с первого выхода блока 3 управления записью должна появиться в первом регистре 4 сдвига в следующем такте, т. е. с приходом следующего после сбоя тактового импульса в первый разряд регистра 4 сдвига записан символ с триггера 7 и формирование ПСП продолжается так, как если бы сбоя не было.

При появлении в результате сбоя на выходе первого блока 1 сумматоров по модулю два искаженного символа на первом выходе блока 2 сравнения появляется сигнал логического нуля, который подается на первый вход блока 3 управления записью, на первом выходе которого появляется сигнал, соответствующий состоянию подключенного к его третьему входу элемента И 13, который в этот момент открыт для прохождения сигнала с выхода триггера 7 благодаря наличию на его втором входе сигнала логической единицы с второго выхода блока 2 сравнения. При поступлении очередного импульса с выхода генератора 10 тактовых импульсов происходит запись этого символа в первый разряд первого регистра 4 сдвига.

При появлении в результате сбоя искаженного символа на выходе второго блока 12 сумматоров по модулю два на первом выходе блока 2 сравнения появляется сигнал логической единицы, который подается на первый вход блока 3 управления записью, на первом выходе которого присутствует сигнал, соответствующий состоянию подключенного к его второму входу выхода первого блока 1 сумматоров по модулю два, и формирование ПСП продолжается так, как если бы сбоя не было.

При появлении в результате сбоя на выходе блока 8 сдвига искаженного символа с приходом очередного тактового импульса с выхода генератора 10 тактовых импульсов происходит запись этого символа в триггер 7 и на первом выходе блока 2 сравнения появляется сигнал, соответствующий состоянию логической единицы, который подается на первый вход блока 3 управления записью, на первом выходе которого присутствует сигнал, соответствующий состоянию подключенного к его второму входу выхода первого блока 1 сумматоров по модулю два. С приходом очередного тактового импульса с генератора 10 тактовых импульсов происходит запись этого символа в первый разряд первого регистра 4 сдвига и формирование ПСП продолжается так, как если бы сбоя не было.

1322432

Форму.га изобретения

11ри сбое на выходе второго блока 12 сумматоров по модулю два, например, при появлении вместо сигнала логического нуля сигнала логической единицы (третья комбинация символов), на первом выходе блока 2 сравнения появляется сигнал логической единицы и запись информации в первый разряд первого регистра 4 сдвига производится с выхода первого блока сумматоров по модулю 1ва. !

1ри возникновении искаженного символа на выходе первого блока 1 сумматоров по модулю два и отличии его от символов на выходах второго блока 12 сумматоров по модулю два и триггера 7 (четвертая комбинация символов) на первом выходе блока 2 сравнения появляется сигнал логического нуля и запись информации в первый разряд первого регистра 4 сдвига происходит с выхода элемента И 13, который в этот момент открыт для прохождения сигнала с выхода триггера 7 благодаря нали«ию на его первом входе сигнала логической единицы с второго выхода блока 2 сравнения.

Устройство также обнаруживает и устраняет сбои, возникающие в тех разрядах первого и второго регистров 4 и 1 сдвига, от которых есть выход на сумматоры ! и 12 по модулю два соответственно.

Если в результате сбоя в первом регистре 4 сдвига на выходе, например, третьего разряда появляется искаженный символ, на выходе первого блока 1 сумматоров по модулю два и выходе блока 8 сдвига также появляются искаженные символы. При этом на первом выходе блока 2 сравнения появится сигнал логического нуля, который подается на первый вход олока 3 управления записью, на первом выходе которого присутствует сигнал, соответствуюгций состоянию подключенного к его третьему входу выхода элемента И !3, который в этот момент открыт для прохождения сигнала с выхода триггера 7 благодаря наличию на его первом входе сигнала логической единицы с второго выхода блока 2 сравнения. При поступлении очередного импульса с выхода генератора 10 тактовых импульсов происходит запись этого символа в первый разряд первого регистра 4 сдвига и искаженного символа в триггер 7 с выхода блока 8, что приводит к появлению на первом выходе блока 2 сравнения сигнала логической единицы, который подается на первый вход блока 3 управления записью, вследствие чего на его первом выходе присутствует сигнал, соответствующий состоянию подключенного к его второму входу выхода первого блока 1 сумматоров по модулю два, на котором сформирован неискаженный символ. С приходом очередного тактового импульса с выхода генератора 10 тактовых импульсов происходит запись этого символа в первый разряд первого регистра 4 сдвига и формирование ПСП продолжается. При этом искажается только один символ, а временная задержка ПСП сохраняется.

При появлении в результате сбоя в любом разряде второго регистра 1! сдвига искаженного символа и попадании его на вход второго блока 12 сумматоров по модулю два на выходе последнего также появляется искаженный символ, что приводит к появлению на первом выходе блока 2 сравнения сигнала логической единицы, который подается на первый вход блока 3 управления записью, на первом выходе которого присутствует сигнал, соответствуюгций состоянию подключенного к его второму входу выхода первого блока сумматоров по модулю два. При поступлении очередного тактового импульса с выхода генератора 10 тактовых импульсов происходит запись неискаженного символа с первого выхода блока 3 управления записью в первый разряд первого регистра 4 сдвига и символ в первый разряд второго регистра 11 сдвига с второго выхода блока 3 управления записью, на котором формируется символ, инвертированный по отношению к тому, который имеется на первом выходе блока 3 управления записью, т. е. формирование ПСП продолжается так, как если бы сбоя не бь.ло.

Работа собственно блока 2 сравнения (фиг. 2) и блока 3 управления записью (фиг. 3) происходит, как и работа любой комбинационной схемы, в соответствии с таблицами истинности (логическими функциями) составляющих их элементов.

1. Генератор псевдослучайной последовательности, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации второго регистра сдвига и входом синхронизации первого регистра сдвига, первая группа выходов которого соединена с входами первого блока сумматоров по модулю два, дешифратор, выход которого соединен с первыми входами группы элементов совпадения, выходы которого соединены с входами первого регистра сдвига, выходы второй группы выходов которого соединены с входами дешифратора и входами блока сдвига, шину начальной установки, соединенную с входом установки первого регистра сдвига и входом установки второго регистра сдвига, первая группа выходов которого соединена с вторыми входами группы элементов совпадения, отлияаюи(ийся тем, что, с целью повышения стабильности формирования псевдослучайной последовательности, в него введены блок сравнения, блок управления записью, триггер, второй блок сумматоров по модулю два, вторая группа выходов второго регистра

1322432

Составитель Ю. Бурмистров

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор Л. Патай

3а каз 2876/53 Тираж 90! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная. 4 сдвига соединена с входами второго блока сумматоров по модулю два, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом блока управления записью, второй вход которого соединен с выходом первого блока сумматоров по модулю два и вторым входом блока сравнения, второй выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом блока сравнения и выходом триггера, первый вход которого соединен с входом синхронизации первого регистра сдвига, информационный вход которого соединен с первым выходом блока управления записью, второй выход которого соединен с информационным входом второго регистра сдвига, выход блока сдвига соединен с вторым входом триггера, выход элемента И соединен с третьим входом блока управления записью.

2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что блок сравнения содержит первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕСЯ

ИЛИ, выходы которых соединены соответ8 ственно через первый и второй элементы НЕ с входами элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом блока сравнения и соединен с входом третьего элемента НЕ, 5 выход которого является вторым выходом блока сравнения, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом блока сравнения и первым входом первого элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого является третьим входом блока сравнения.

3. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что блок управления записью содержит последовательно соединенные элемент И, элемент ИЛИ и элемент НЕ, выход которого является вторым выходом блока управления записью, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с

20 первым и вторым входами элемента И и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом блока управления записью.