Генератор случайных сочетаний

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении стохастических вычислительных устройств. Цель изобретения - повьппение точности. Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, группу генераторов 2 случайных импульсов, элемент 3 задержки , блок 4 формирования временных интервалов, элемент ШШ 5, регистр 6 памяти, вычитающий счетчик 7, элемент ИЛИ 8, группу элементов И 9, группу триггеров 10, группу элементов И 11, Поставленная цель достигается за счет введения новых блоков и функциональных связей. 1 3. п. ф-ль1, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHIOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4255206/24-24 (22) 20.04.87 (46) 28.02.89. Бюл. Р 8 (72) А.В.Припибской, В.И.Pеменчец и Н.И.Принибская (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 572776, кл. G 06 F 7/58, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N - 1101820, кл. G 06 У 7/58, 1982 °

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1228103, кл, G 06 F 7/58, 1984. (54) FEHKPATOP СЛУЧАЙНЫХ СОЧЕТАНИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольÄÄSUÄÄ 1462304 д1 зовано при построении стохастических вычислительных устройств. Цель из обретения — повьппение точности.

Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, группу генераторов

2 случайных импульсов, элемент 3 задержки, блок 4 формирования временных интервалов, элемент ИПИ 5, регистр 6 памяти, вычитающий счетчик

7, элемент ИЛИ 8, группу элементов

И 9, группу триггеров 10, группу элементов И 11, Поставленная цель достигается за счет введения новых блоков и функциональных связей, sепе ф лы1 3 иле

1462304

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении стохастических вычислительных устройств, предназна-ченных для автоматизированного решения задач конструирования радио: электронной и вычислительной аппара. :туры.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого генератора"„ на фиг.2 - структурная схема блока фор:: мирования временных интервалов „на 15

: ;фиг.3 — временная диаграмма работы (блока формирования временных интер, :валов.

Генератор содержит генератор 1, :тактовых импульсов, группу генерато- 20

: ; ров 2 случайных импульсов, элемент 3 задержки, блок 4 формирования временных интервалов, элемент ИЛИ 5, ре гистр 6 памяти, вычитающий счетчик

7, элемент ИЛИ 8, группу элементов

И 9, группу триггеров 10, группу элементов И 11 ° Блок 4 формирования временных интервалов содержит группы элементов ИЛИ 12-15, группы элементов И 1б-18, группы 19-2 i элементов задержки, группу 22 формирователей импульсов у груптпм 23-25 элементов

ЗАПРЕТ.

Генератор работает следующим образом. 35

Случайные по моментам появления импульсы, формируемые íа выходах генераторов 2, имеют определенную длительность Г . Поэтому по времени они могут перекрываться и в тех случаях, когда после появления m-k импульсов .(m — заданное число единиц в сочетании) затем в течение интервала времени, равного задержке появления сигнала блокировки случайных импульсов, 15 появляется больше чем k импульсов, на выход устройства проходит большее заданного числа ш единиц. Чтобы этого избежать, все импульсы, появляющиеся с перекрытием во времени, смещаются и выстраиваются в очередь.

Зто означает, что если несколько импульсов появляется с перекрытием, то тот импульс, который появляется первым, на время своей длительности, блокирует прохождение на выход уст- ройства всех остальных импульсов, Второй импульс появляется только после окончания первого, независимо от того, какие части этих импульсов перекрываются. Второй смещенный импульс блокирует на время своей длительнос" ти прохождение на выход устройства всех последующих и т,д. Таким образом, перекрывающаяся последовательность импульсов вытягивается в последовательность примыкающих друг к другу импульсов, т.е. эти импульсы сливаются в один. Для того, чтобы все слившиеся импульсы можно было различить и зафиксировать, они дифференцируются, а при необходимости усиливаются и формируются по длительности формирователями импульсов.

Смещение перекрывающихся импульсов и выстраивание их в очередь осуществляется с помощью блока формирования временных интервалов, каждый канал которого состоит из формирователя импульсов и п-1 последовательно соединенных ячеек (n - число каналов устройства), каждая из которых состоит из элементов И, ЗАПРЕТ, ИЛИ и задержки. Причем необходимо выполнение двух условий. Время за- держки элементов групп 19-21 должно быть равно длительности импульсов, формируемых на выходах генераторов

2 „и эта длительность должна быть не меньше времени срабатывания вычитающего счетчика 7 плюс время прохождения сигнала через и- 1 элементов И и KIN и время срабатывания триггера 10. Кроме того, тактовый интервал должен иметь запас по длительности шГ, т.е, случайные импульсы дожны появляться равновероятно на временном интервале, уменьшенном на величину шС, Запас интервала по длительности необходим для того, чтобы не произошло выхода очереди из ш импульсов за пределы тактового интервала и, как следствие, потери некоторого их числа. Вероятность такого события мала, поэтому практически запас по длительности должен иметь величину меньше.

Функциональная надежность устройства обеспечивается не только при лю бых периодах следования несовпадаюагих Во времен случайных импульсов, но и при их частичном или полном совпадении, так как блок формирования временных интервалов обеспечивает растягивание в очередь и совпадающих импульсов„С целью достижения комп-, ромисса между функциональной надеж1462304

Формула изобретения

55 ностью и аппаратной сложностью устройства допускается использование в блоке формирования временных интервалов 1 ячеек (1=(1; и-1)), При этом функциональные сбои могут появиться лишь в случае полного или частичного совпадения S случайных импульсов:

1 S =3,4,...

1=2 S =4,5,...

1=3 S = 5,6,... и т,д, При подготовке устройства к работе в регистр 6 записывается двоичный код числа m единиц в формируемых сочетаниях. При поступлении каждого очередного тактового импульса с генератора l запускаются генераторы 2, каждый из которых генерирует в течение каждого тактового интервала один случайный импульс, равновероятщ и по моментам появления. По тактовому импульсу из регистра 6 в счетчик 7 переписывается код числа единиц и по установочным входам обнуляются триггеры 10. Поскольку моменты появления случайных импульсов взаимно независимы, то не исключена возможность их частичного или полного наложения, что ведет к функциональному сбою, т.е, одновременно появившиеся импульсы BocIIpHHHMBI0TcH как один, входы триггеров вовремя не блокируются и на них поступает больше, чем заданное число m единичных сигналов. Правильное разлучение совпадающих импульсов осуществляется блоком формирования временных интервалов, который растягивает их и выстраивает в очередь так, чтобы задний фронт каждого предыдущего импульса. совпадал с передним фронтом

I каждого последующего. На фиг.3 изоб-. ражена диаграмма своего неблагоприятного момента, при котором ace импульсы с выходов генератора 2 час" тично совпадают во времени. Сущность формирования очереди заключается в том, что пока элементы ЗАПРЕТ во всех ячейках одного канала блока

4 блокированы импульсом, проходящим через любой другой канал, импульс проходит через элементы И, задержки и ИЛИ ячеек, задерживаясь в каждой ячейке на длительность случайного импульса. Формирователь, 22 предназначен для преобразования импульса с выхода последней ячейки, состояще5

35 го из двух частей, а, следовательно, имеющего Ч-образный вырез за счет непрямоугольности фронтов, в стандартжпЪ импульс, обеспечивающий функционирование счетчика 7 и триггера

10. Детально принцип работы блока 4 раскрывается на временной диаграмме, на которой пунктирной линией показаны импульсы с выходов ячеек группы, а сплошной линией — импульс с выхода блока, Таким образом, как только случайные импульсы поступят на входы блока, на его выходах в любом случае появится последовательность иэ

m разделенных во времени импульсов.

При этом каждый импульс уменьшает на единицу значение числа m записанного в счетчике 7, и записывает единицу в соответс вующий триггер

10. После поступления на счетчик 7

m-го импульса, он устанавливается в нулевое состояние и блокирует элементы И9, поэтому m+I-й -мпульс не поступает на вход соответствующего триггера 10. Следующий тактовый импульс произведет опрос элементов

И 11. Этот же импульс, но задержанный элементом 3, длительность задержки которого определяется временем процесса считывания информации с выходов устройства, обнулит триггеры 10, перегп шет информацию из регистров 6 в счетчик 7, запустит генераторы 2 и йроцесс формирования нового случайного сочетания повторится.

Таким образом, после каждого такта работы устройства, на его выходах будут появляться случайные сочетания.

1. Генератор случайных сочетаний, содержащий первый элемент ИЛИ, регистр памяти, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом элемента задержки и с первыми входами элементов И первой группы, вторые входи элементов И первой группы соединены с прямыми выходами триггеров группы, вхоцы.обнуления которых соединены с выходом элемента задержки, подключенным к входам

"Опрос" генераторов случайных импульсов группы, счетные входы триггеров соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, отлич ающий ся тем, что, с целью повышения точности, .он со1462304 6 держит блок формирования временных интервалов, второй элемент ИЛИ, нычитающий счетчик, причем выходы генераторов случайных импульсов группы соединены с соответствующими информационными входами блока фор мирования временных интервалов, выходы которого соединены с входами

:второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом вычитающего счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соеди нен с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока формирования временных интервалов, выход регистра памяти соединен с информационным входом ,вычитающего счетчика, вход предварительной установки которого соединен с выходом элемента задержки. е

2, Генератор по п.1, о т л и ч а —.. ю шийся тем, что блок формирования временных интервалов содержит четыре группы элементов ИЛИ, три группы элементов И, три группы элементов задержки, группу формирователей импульсов, причем три группы элементов ЗАПРЕТ, прямые входы элементов ЗАПРЕТ первой группы соединены с первыми входами элементов И первой группы и являются входами блока, выходы элементов ИЛИ первой группы соединены с инверсными входами элементов ЗАПРЕТ и вторыми входами элементов И первой, второй и третьей групп выход элементоа ЗАПРЕТ первой, второй и третьей групп соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ „второй, третьей, четвертой групп, выходы элементов И первой, нторой и третьей групп соединены через соответствующие элементы задержки одноименной группы с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ . второй, третьей и чет15 нертой групп, выходы элементов ИЛИ четвертой группы соединены с входами одноименных формирователей импульсной группы, выходы которых являются выходами блока, выход первого элемен20 та ИЛИ четнертой группы соединен с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, начиная с второго, выход второго элемента ИЛИ четвертой группы соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ первой группы и с первым входом первого элемента ИЛИ первой группы, выход третьего элемента ИЛИ четвертой группы соединен с вторыми входами

30 первого, второго элементов ИЛИ первой группы и с третьим входом четвертого элемента ИЛИ первой группы, выход четвертого элемента ИЛИ четвертой группы соединен с третьими входа: ми первого, второго и третьего,элементов ИЛИ первой группы.!

462304 х. 41

Вх. 9g

Sx.Ф

Вх. 4>

Вых.9>

BbIX. 9g

Еых.k> дих.4

ЦРиа. 8

Составитель И.Столяров

Редактор Н.Середа Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 713/47 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 10!