Генератор псевдослучайных последовательностей

 

Изобретение относится к импульсной технике и служит для расширения функциональных возможностей устройства . Для этого в устройство, содержащее генератор 14 двоичной псевдослучайной последовательности, введеньг регистры 8-10, блоки 1 и 2 коррекции, блоки 6 и 7 счета символов, блок 3 счета суммы, элементы 4 и 5 задержки , генератор 17 одиночных импульсов , элемент ИЛИ 16 и элемент НЕ 18. Благодаря этому обеспечивается возможность регулирования длительности серий одноименных единичных и нулевых символов. Кроме того, осуществляется контроль и ограничение текущей циф ровой суммы символов, т.е. формирование псевдослучайных последовательностей с заданными статистическими параметрами. В описании даны примеры реализации блоков 6 и 7 счета символов , блока 3 счета суммы и блоков 1 и 2 коррекции. 4 з.п, ф-лы, 5 ил. с: (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (g1) 4 Н 03 К 3/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4116739/24-21 (22) 10.09.86 (46) 29.02.88- Бюл. Ф 8 (72) В.В.Замчевский, А.Д.Кутафьев, О.Н.Тарасова и А.М.Пригоцкий (53) 621.374.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1200393, кл. Н 03 К 3/84, 1985.

Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, M.: Мир, 1984, т. 2, с. 94-95. (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к импульсной технике и служит для расширения функциональных возможностей устройства. Для этого в устройство, содер жащее генератор 14 двоичной псевдо„„SU„„1378026 A i случайной последовательности, введены регистры 8-10, блоки 1 и 2 коррекции, блоки 6 и 7 счета символов, блок 3 счета суммы, элементы 4 и 5 задержки, генератор 17 одиночных импульсов, элемент ИЛИ 16 и элемент НЕ 18.

Благодаря этому обеспечивается возможность регулирования длительности серий одноименных единичных и нулевых символов. Кроме того, осуществляется контроль и ограничение текущей циф ровой суммы символов, т.е. формирование псевдослучайных последовательностей с заданными статистическими параметрами ° В описании даны примеры реализации блоков 6 и 7 счета символов, блока 3 счета суммы и блоков

1 и 2 коррекции, 4 s.ï. ф-лы, 5 ил.

1378026

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в радиотехнике и в вычислительной технике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора псевдослучайных последовательностей за счет обеспечения возможности регулирования длительности 10 серий одноименных символов.

На фиг.1 представлена структурная схема генератора псевдослучайных последовательностей; на фиг.2 — схема блока счета символов; на фиг.3 — схе- 15 ма блока счета суммы; на фиг.4 — схема второго блока коррекции; на фиг.5 — схема первоrо блока коррекции.

Генератор псевдослучайных последо- 20 вательностей (фиг.1) содержит первый и второй блоки 1,2 коррекции, блок 3 счета суммы, первый и второй элементы 4,5 задержки, первый и второй блоки 6,7 счета символов, пер- 25 вый — третий регистры 8-10, первую— третью группы 11 — 13 информационных шин, генератор 14 двоичной псевдослучайной последовательности, шину 15

"Пуск", элемент ИЛИ 16, генератор 17 30 одиночных импульсов, элемент .НЕ 18, третий элемент 19 задержки, шину 20 тактовых импульсов, соединенную с входом третьего элемента 19 задержки и с входом синхронизации генератора 14 двоичной псевдослучайной последовательности, выход которого соединен с входом элемента НЕ 18, с пятым входом второго блока 7 счета символов и с первым входом второго блока 2 коррекции, выход которого соединен с первым входом первого блока 1 коррекции и с вторым входом блока 3 счета суммы, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим 45 входами соответственно первого блока 1 коррекции, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента 4 задержки, вход которого соединен с вторым входом второго блока 2 коррекции, с выходом второго элемента 5 задержки и с третьим входом блока 3 счета суммы, первый вход которого соединен с входом управления первого регистра 8, с первым входом первого блока 6 счета символов, с входом управления второго регистра 9, с входом установки генератора 14 двоичной псевдослучайной последовательности, с шиной 15 "Пуск", с входом управления третьего р егис тра 10 и с . первым входом второго блока 7 счета символов, выход которого соединен с BTopbIM входом элемента ИЛИ 16, четвертым входом второго блока 2 коррекции и с вторым входом первого блока символов, выход которого соединен с третьим входом второго блока 2 коррекции, с вторым входом второго блока 7 счета символов и с первым входом элемента

ИЛИ 16, выход которого соединен с входом генератора 17 одиночных импульсов, выход которого соединен с третьим входом второго блока 7 счета символов и с третьим входом первого блока 6 счета символов, четвертый вход которого соединен с входом второго элемента 3 задержки, с выходом третьего элемента 19 задержки и с четвертым входом второго блока 7 счета символов. Выход элемента НЕ 18 соединен с пятым входом первого блока 6 счета символов. Выходы первого 8, второго 9 и третьего 10 регистров соединены с соответствующими информационными входами блока 3 счета суммы, первого 6 и второго 7 блоков счета символов соответственно. Входы первого 8, второго 9 и третьего 10 регистров соединены с информационными шинами 11-13 соответственно.

Блоки 6,7 счета символов (фиг.2) содержат счетчик 21 импульсов, выход переполнения которого соединен с вхо дом элемента НЕ 22, выход которого соединен с первым входом элемента

И 23, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 24, второй элемент ИЛИ 25, выход которого соединен с входом синхронизации счетчика 21 импульсов, выход которого является выходом блоков 6,7 счета символов, первый вход которых соединен с входом установки счетчика 21 импульсов, информационные входы которого являются соответствующими информационными входами блоков 6,7 счета символов, второй вход которых соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 24, второй вход которого соединен с пятым входом блоков 6,7 счета символов, третий вход которых соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 25, второй вход которого соединен с четвертым входом блоков 6,7 счета символов. Выход элемента И 23 соединен

1378026

10 ки.

Второй блок 2 коррекции (фиг.4) содержит D-триггер 35 и последо-, . вательно соединенные первый 36 и второй 37 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Выход D-триггера 35 является выходом

50 второго блока 2 коррекции, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

36, второй вход которого соединен с третьим входом второго блока 2 коррекции, второй вход которого соединен с входом синхронизации D òðèãгера 35. Четвертый вход второго блока 2 коррекции соединен с вторым вхос входом управления счетчика 21 импульсов.

Блок 3 счета суммы (фиг.3) содержит реверсивный регистр 26 сдвига, первая и вторая группа выходов которого соединены с соответствующими информационными входами первого 27 и второго 28 коммутаторов соответственно, первый элемент НЕ 29, первый элемент ИЛИ 30, второй элемент

НЕ 31, второй 32 и третий 33 элементы ИЛИ, элемент 34 задержки, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 33, выход кото- 15 рого соединен с входом синхронизации реверсивного регистра 26 сдвига, вход разрешения записи которого соединен с вторым входом третьего элемента

ИЛИ 33 и является первым входом бло- 20 ка 3 счета суммы, второй вход которого соединен с входом второго элемента НЕ 31 и первым входом второго элемента ИЛИ 32, выход которого соединен с входом сдвига вправо реверсив- 25 ного регистра 26 сдвига, вход сдвига влево которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 30, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго элемен- 30 та НЕ 31 и с выходом второго коммутатора 28, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ 29, выход которого является вторым выходом блока 3 счета суммы, пеРвый выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 32 и с выходом первого коммутатора 27, входы управления которого и входы управления второго коммутатора 28 являются соответствую в 40 шими информационными входами блока 3 счета суммы, третий вход которого соединен с входом элемента 34 задерждом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 37.

Первый блок 1 коррекции (фиг.5) содержит D-триггер 38, информационный вход которого соединен с выходом элемента И 39, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 40.

Выход D-триггера 38 является выходом первого блока 1 коррекции, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 40, второй вход которого соединен с вторым входом первого блока коррекции, третий вход которого соединен с вторым входом элемента И 39. Четвертый вход первого блока 1 коррекции соединен с входом синхронизации D-триггера 38.

Генератор псевдослучайных последовательностей (фиг.1) работает следующим образом.

При подаче на шину 15 "Пуск" положительного импульса устанавливается в начальное состояние генератор

14 двоичной псевдослучайной последовательности, производится запись информации в первый 8, второй 9 и третий 10 регистры с информационных шин 11,12 и 13 соответственно, обнуляются счетчики 21 импульсов в первом 6 и втором 7 блоках счета символов (фиг.2), реверсивный регистр 26 сдвига в блоке 3 счета суммы (фиг.3) устанавливается в состояние записи и в него (в его "нулевой" разряд, т.к. Реверсивный регистр 26 сдвига разделен на три группы разрядов: первые п разрядов, центральный

"нулевой" разряд и вторые и разрядов) через третий элемент ИЛИ 33 блока 3 счета суммы записывается сигнал

ti гю

1 . При сбросе в нулевое состояние счетчиков 2 1 импульсов первого 6 и второго 7 блоков счета символов на их выходах переноса появляется сигнал "1", который через элемент ИЛИ 16 поступает (с выхода второго блока 7 счета символов) на вход генератора 17. одиночных импульсов. Последний формирует одиночный положительный импульс, поступающий через второй элемент ИЛИ 25 первого блока 6 счета символов (фиг.2) на вход синхронизации его счетчика 2 1 импульсов. Одновременно сигнал с выхода переноса счетчика 21 импульсов инвертируется элементом НЕ 22 и поступает на вход элемента И 23, на выходе которого пд является нулевой логический сигнал, 1 378026 устанавливающий счетчик 21 импульсов в состояние записи информации, поступающей на его информационные входы с регистров 9, 10 условий соответственно для блоков 6,7 счета символов и записываемой в их счетчики 21 импульеов сигналом с выхода генератора 17 одиночных импульсов.

Блоки 6 и 7 счета символов обеспечи- 10 вают подсчет количества следующих подряд символов (единиц и нулей соответственно) и выдачу управляющего сигнала при превьппении заданного числа, поступающего в устройство по информационным шинам 12 и 13.

С подачей тактовых импульсов на шину 20 тактовых импульсов на выходе генератора 14 двоичной псевдослучайной последовательности формируется 20 последовательность, поступающая через первый элемент ИЛИ 24 и элемент

И 23 на вход разрешения счета счетчика 21 импульсов блок 7 счета символов. Счетчик 21 импульсов работает в режиме вычитания, при этом при поступлении на его вход сигнала

"0" с выхода генератора 14 он восстанавливает (по информационным входам под действием очередного тактового импульса) свое начальное состоя

1 ние. Если в режиме вычитания счетчик 21 досчитает до нуля, то на его выходе появляется сигнал "1", обеспечивающий запись в него начальных условий, а также поступающий (через

35 элемент ИЛИ 16) на вход генератора 17 одиночных импульсов, импульс с выхода которого обеспечивает перезапись информации с регистра 10. Одновременно сигнал "1" с выхода переноса счетчика 21 импульсов блока 7 счета символов, т.е. с выхода последнего, поступает на вход элемента ИЛИ 24 блока 6 счета символов и далее на вход его элемента И 23, на втором входе которого присутствует сигнал

"1", что обеспечивает режим счета в счетчике 21 импульсов, содержимое которого уменьшается на единицу по каждому импульсу с выхода генератора 17

50 одиночных импульсов. Работа блока 6 счета символов аналогична работе блока 7 счета символов, но благодаря инверсии сигналов с выхода генератора 14 двоичной псевдослучайной последовательности элементом НЕ 18 блок

6 счета символов подсчитывает количество подряд идущих нулевых символов. Элемент l9 задержки обеспечивает задержку тактовых импульсов на время переходных процессов в генераторе 14 двоичной посевдослучайной последовательности, сигнал с выхода которого поступает также на первый вход второго блока 2 коррекции, т.е. на вход его первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36, на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока 6 счета символов, Если сигнал с выхода блока 6 счета символов нулевой, то информация на D-вход D-триггера 35 передается без изменений. При появлении на выходе генератора 14 двоичной псевдослучайной последовательности

"лишнего" единичного символа на выходе второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 3? появляется нулевой сигнал, который тактовым импульсом записывается в D-триггер 35. Элемент 3 задержки задерживает тактовые импульсы на время срабатывания блоков 6,7 счета символов, после чего импульсы поступают на третий вход блока 3 счета суммы (фиг.3), обеспечивающего подсчет текущей цифровой суммы псевдослучайной последовательности, причем единичные символы через элемент

ИЛИ 32 последнего подаются на вход разрешения сдвига вправо его реверсивного регистра 26 сдвига, а нулевые символы инвертируются элементом

НЕ 31 и подаются через элемент ИЛИ 30 на вход разрешения сдвига влево реверсивного регистра 26 сдвига. Тактовыми импульсами, задержанными элементом 34 задержки блока 3 счета суммы на время срабатывания блока 2 коррекции, происходит сдвиг единичного символа влево или вправо в реверсивном регистре 26 сдвига, информация с соответствующих групп выходов которого поступает на информационные входы коммутаторов 27, 28, на адресные входы которых поступает значение цифровой суммы с первого регистра 8 условий. При поступлении единичного сигнала с выходов реверсивного регистра 26 сдвига на один из входов, адрес которого записан в регистре 8 коммутатора 27 (28), на выходе последнего появляется сигнал "1", который поступает на соответствующий вход первого блока 1 коррекции и ,через элемент ИЛИ 32 (элемент ИЛИ 30) на вход разрешения сдвига вправо (влево) регистра 26 сдвига, блока 3

1 378026

Формула из обретения 1. Генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий шину тактовых импульсов, соединенную с входом синхронизации генератора двоичной псевдослучайной последовательности, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности регулирования длительности серий одноименных символов, в него введены первый, второй и третий регистры, первый и второй блоки коррекции, первый и второй блоки счета символов, блок счета суммы, первый, второй и третий элементы задержки, генератор одиночных импульсов элемент ИЛИ элемент НЕ и шиУ

50 на "Пуск", соединенная с входами управления первого, второго и третьего регистров, с первыми входами первого, второго блоков счета символов, с первым входом блока счета суммы и с входом установки генератора двоичной псевдослучайной последовательности, выход которого соединен с входом элемента НЕ, с пятым входом второго блосчета суммы. Если " 1" появляется на выходе коммутатора 27, т.е. на первом выходе блока 3 счета суммы, то она поступает на вход элемента ИЛИ 40

5 первого блока 1 коррекции (фиг.5), на другой вход которого поступает псевдослучайная последовательность с выхода блока 2 коррекции. Сигнал

"1" с выхода элемента ИЛИ 40 поступает на первый вход элемента И 39, на второй вход которого поступает сигнал с второго выхода блока 3 счета суммы. Если "1" появляется на выходе коммутатора 28, то она инвертируется элементом НЕ 29, обеспечивая сигнал "0" на выходе элемента И 39.

Откорректированная информация записывается тактовым импульсом, задержанным элементом 4 задержки, в . 20

D-триггер 38.

Таким образом, в устройстве обеспечивается регулирование длительности серий подряд следующих единичных и нулевых символов, а также контроль и.ограничение текущей цифровой суммы символов, т.е. формирование псевдослучайных последовательностей с заданными статистическими параметрами. 30 ка счета символов и с первым входом второго блока коррекции, выход которого соединен с первым входом первого блока коррекции и с вторым входом блока счета суммы, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами первого блока коррекции, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с третьим входом блока счета суммы, выходом второго элемента задержки и с вторым входом второго блока коррекции, третий вход которого соединен с выходом первого блока счета символов, с первым входом элемента ИЛИ и с вторым входом второго блока счета символов, выход которого соединен с четвертым входом второго блока коррекции, с вторым входом первого блока счета символов и. с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с третьим входом первого блока счета символов и с третьим входом второго блока счета символов, четвертый вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, с входом второго элемента задержки и с четвертым входом первого блока счета символов, пятый вход которого соединен с выходом элемента HE вход третьего элемента задержки соединен с шиной тактовых импульсов, выходы первого, второго и третьего регистров соединены с информационными входами соответственно блока счета суммы, первого и второго блоков счета символов.

2. Генератор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что первый блок коррекции содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ, элемент И и D-триггер, выход которого является выходом первого блока коррекции, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом первого блока коррекции, третий вход

1 которого соединен с вторым входом элемента И, четвертый вход первого блока коррекции соединен с входом синхронизации D-триггера.

3. Генератор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что второй блок коррекции содержит последовательно соединенные первый и второй элементы

1 378026

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и D-триггер, выход которого является выходом второго блока коррекции, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАКФ1ЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом второго блока коррекции, второй вход которого соединен с входом синхронизации D-триггера, четвертый вход второго блока коррекции соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

4. Генератор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок счета суммы содержит реверсивный регистр сдвига, первая и вторая группы выходов которого соединены с соответствующими информационными входами первого и второго коммутаторов соответственно, первый элемент НЕ, первый, второй и третий элементы ИЛИ,второй элемент НЕ, элемент задержки, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации реверсивного регистра сдвига, вход разрешения записи которого соединен с вторым входом третьего элемента

ИЛИ и является первым входом блока счета суммы, второй вход которого соединен с входом второго элемента

НЕ и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сдвига вправо реверсивного регистра сдвига, вход сдвига влево которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго элемента НЕ и с вы1 ходом второго коммутатора, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого является вторым выходом блока счета суммы,первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с выходом первого коммутатора, входы управления которого и входы управления второго коммутатора являются соответствующими информационными входами блока счета суммы, третий вход которого соединен с входом элемента задержки.

5. Генератор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что блок счета симзолов содержит счетчик импульсов,выход переполнения которого соединен, с входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации счетчика импульсов, выход которого является выходом блока счета символов, первый вход которого соединен с входом установки счетчика импульсов, информационные входы которого являются соответствующими информационными входами блока счета символов, второй вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с пятым входом блока счета символов, третий вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с четвертым входом блока счета символов, выход элемента И соединен с входом управления счетчика импульсов.

1378026

1378026

Составитель 10.Бурмистров

Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк,Редактор M.Öèòêèíà

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ff3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 889/54

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