Генератор псевдослучайных чисел

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при разработке аппаратуры для статистического моделирования. Цель изобретения - упрощение генератора. Генератор содержит контролируемый генератор 3, генератор 4 тактовых импульсов, сумматор 6 по модулю два, регистр 7 сдвига, триггер 8. Введение второго сумматора 6 по модулю два и второго регистра 7 сдвига позволяет оперативно, т.е. на каждом такте, осуществлять контроль генераторов M-последовательности с одновременным уменьшением количества блоков генератора. 1 ил.

союз советсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (su 4 с 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЛ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и ОТНРитиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4387942/24-24 (22) 18.01.88 (46) 07.10.89. Бюл. Р" 37 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) В.И.Глова, P.È.Иансуров .и Е.Л.Столов (53) 681 ° 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 924838, кл. Í 03 К 3/84, 1982.

Авторское сЪидетельство СССР

Н 1338020, кл. Н 03 К 3/84, 1987. (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к области

„„SU„, 1513446 А1

2 вычислительной техники и может найти, применение при разработке аппаратуры для статистического моделирования.

Цель изобретения — упрощение генератора. Генератор содержит контролируемый генератор 3, генератор 4 тактовых импульсов, сумматор 6 по модулю два, регистр 7 сдвига, триггер 8. Введе ние второго сумматора 6 по модулю два и второго регистра 7 сдвига позволяет оперативно, т.е, на каждом такте, осуществлять контроль генераторов М-последовательности с одновременным уменьшением количества блоков генератора. 1 ил.

3 15134

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при разработке аппаратуры для статистического моделирования. 5

Цель изобретения - упрощение генератора.

На чертеже представлена функциональная схема генератора псевдослучайных чисел. 1О

Генератор содержит первый сумматор 1 по модулю два, первый регистр 2 сдвига, составляющие контролируемый генератор 3, генератор 4 тактовых импульсов, элемент И 5, второй сумматор 6 по модулю два, второй регистр 7 сдвига, триггер 8.

Генератор работает следующим образом.

Вначале приходит сигнал по шине сброса, который устанавливает в нулевое состояние триггер 8 и заносит начальные значения в регистры 2 и 7 сдвига (начальное состояние регистра

7 сдвига определяется заранее и зави1

1 сит от начального состояния регистра 2 сдвига). Затем в генератор поступает сигнал по шине пуска, который устанавливает в единичное состояние

: ;.триггер 8, вследствие чего прямой вы- ЗО ход триггера 8 разрешает прохождение синхроимпульсов с выхода генератора

4 тактовых импульсов через элемент

И 5 в блоки генератора. Под лействи-. ем синхроимпульсов начинает функционировать генератор 3 М-последовательности, состоящий из первого сумматора 1 по модулю два и регистра 2 сдвига. Числа М-последовательности, формируемые в регистре 2 сдвига, по- 40 ступают на группу выходов генератора.

Одновременно под действием синхроимпульсов происходит сдвиг информации во втором регистре 7 сдвига, имеющего К разрядов. Информация в первый 45 разряд регистра сдвига 7 заносится с выхода некоторого i-ro разряда и-разрядного регистра 2 сдвига.

В каждый тактовый момент времени на выходы второго сумматора 6 по модулю два поступают двоичные символы с выхода старшего К-ro разряда регистра сдвига 7 и с определенных, специальным образом выбранных, разрядов регистра 2 сдвига. При исправной работе генератора 3 И-последовательности на выходе второго сумматора 6 по модулю два будет формироваться в каждом такте нуль, т.е. на выходе "Ошиб46

4 ка" сигнал будет отсутствовать вследствие четкого количества единичных символов на входах второго сумматора 6 по модулю два, При сбое генератора 3 M-последовательности в не. котором такте работы количество единичных символов в этом такте исказится и на выходе сумматора 6 по модулю два появится единичный сигнал, который поступит на выход "Ошибка". Таким образом, оперативно (в каждом такте) осуществляется контроль эа работой генератора 3 М-последовательности, Теория указанной работы такова.

Пусть матрица А описывает функцио.нирование ГПСЧ,.тогда q(t + 1)

= А q(t), где q(t) - состояние регистра 2 сдвига в момент времени.

Очевидно q(t + К) = А q(t), где А— матрица перехода регистра сдвига за К тактов. Пусть, А = B. Находят матрицу В, обратную матрице В и выделим в ней некоторую i-ю строку.

Единичные элементы этой строки указывают номера разрядов регистра 2 сдвига, которые необходимо объединить по модулю два, чтобы вновь получить значение -го разряда в момент времени t. При исправной работе ГПСЧ это теоретическое значение i-го разряда в момент должно совпасть с практическим значением, которое было в тот же момент времени t. Для осуществления этого сравнения практическое значение. i-ro необходимо сохранить до момента (t + К), т.е. необходимо иметь блок задержки на К тактов. Эту функцию выполняет регистр сдвига 7, первый разряд которого подключен к

i-му разряду регистра 2 сдвига ГПСЧ.

Практическое значение i-го разряда регистра 2 сдвига в момент времени формируется на выходе старшего К-ro . разряда регистра 7 сдвига и подается на дополнительный вход второго сумматора 6 по модулю два. Теоретическое значение i-ro разряда регистра .2 сдвига в момент времени t формируется на основе разрядов этого же регистра, выбранных в соответствии с единичными элементами в i строке матрицы В . Выходы этих выбранных разря" дов объединены во вторую группу выходов регистра 2 сдвига и подключены к группе входов второго сумматора 6 по модулю два для реализации операции суммирования по модулю два, Таким обФормула изобретения

Генератор псевдослучайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, первый регистр сдвига, первый сумматор по модулю два и элемент И, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены втоСоста вит ель Д. Фели ксон

Техред д.Олийнык Корректор Т.Палий

Редактор Л.Зайцева

Заказ 6080/48 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ ° Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113935, Носква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101

5 151 разом, совпадение теоретического и практического значений i-ro разряда в момент времени t контролируется вторым сумматором 6 по модулю два.

Если эти значения совпадают (что говорит об исправности ГПСЧ), то на выходе сумматора 6 по модулю два формируется нуль, в противном случае формируется единичный сигнал, который проходит на выход "Ошибка" генератора. Данное устройство реализует для

ГПСЧ контроль, напоминающий контроль на четкость или нечеткость, применяемой в цифровой вычислительной технике.

Для получения начального состояния регистра 7 сдвига необходимо взять начальное состояние q(t,) регистра 2 сдвига и вычислить его К предыдущих состояний, i-ый разряд этих состояний определяет начальное состояние регистра 7 сдвига.

3446 6 рой регистр сдвига, второй сумматор по модулю два и триггер, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И и с тактовым входом триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входами сдвига первого и второ1р го регистров сдвига, установочные входы которых соединены с входом

"Сброс" генератора и входом установки в ."0" триггера, вход установки в "1" которого является входом "Пуск" генератора, первая группа выходов первого регистра сдвига соединена с входами первого сумматора по модулю два и является информационным выходом генера" тора, выход первого сумматора по мо20 дулю два соединен с информационным входом первого регистра сдвига, вторая группа выходов которого соединена с группой входов слагаемых второго сумматора по модулю два, выход кото25 рого является выходом "Ошибка" генератора, дополнительный выход первого регистра сдвига соединен с информационным входом второго регистра сдви га, выход старшего разряда которого

30 соединен с входом дополнительного слагаемого второго сумматора по модулю два.