Генератор псевдослучайных последовательностей

 

(72) Автор нэобретення

В, А. Кизуб (7l) Заявнтель (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Изобретение относится к аычисли— гельной технике, в частности к гене раторам псевдослучайных последовательностей, и может быть использова" но в качестве генератора ппевдослучайных тестов для диагностирования 5 дискретных объектов автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство выработки псевдослучайных последовательностей, в которых для обеспечения обратного t0 сдвига регистр выполнен по реверсивной схеме и в обратную связь каждого канала включены логические схемы, .управляемые шинами прямого и обратного сдвига (1 .

Однако в этих устройствах не реше- ны задачи возврата генератора в задан-. ное оператором состояние и блокировки вывода повторякщихся отрезков теста, что затрудняет использование его при поиске кратных дефектов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, блок начальной установки, выход которого соединен со входом "Установка" реверсивного регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, индикатор, реверсивный счетчик, группу элементов И, элемент И, формирователь импульсов и элемент ИЛИ, входы которого являются входами генератора, а выход элемента ИЛИ через формирователь импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора такто вых импульсов. Выход элемента И подключен ко входам "Сдвиг" реверсивного счетчика и реверсивного регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И соответственно, выходы которых являются выходами генератора, а вторые входы группы элементов И

877533 подключены ко входу "Суммирование" и объединены с суммирующими входами реверсивного счетчика и реверсивного регистра сдвига с сумматором по мо- . дулю два в цепи обратной связи, вычитающий вход которого подключен ко входу "Вычитание" и объединен с вычитающим входом реверсивного счетчика.

Выходы реверсивного счетчика подключены ко входам индикатора соответственно, вход "Сброс" реверсивного

-счетчика подключен к. выходу блока начальной установки (2 j.

Недостатком известного устройства являются временные потери во время возврата генератора в произвольна заданное состояние, предшествующее состоянию генератора в момент обнару. жения очередного дефекта. Временные потери .образуются вследствие одинаковой скорости работы генератора как во время выработки тестовой последовательности, так и во время его реверса. Тактовая частота генератора при выработке тестовой последовательности определяется исходя из максимально возможной величины задержки в цепях диагностируемых объектов, в то время, как при реверсе тактовая частота может быть выбрана с учетом только быстродействия элементов, на которых проектируется генератор.

Таким образом, тактовая частота во время реверса может быть значительно выше тактовой частоты при выработке тестовой последовательности, особенно, eadem иметь ввиду, что диагностируемый объект может быть построен на элементной базе с быстродействием гораздо меньшим быстродействия элементов собственно генератора. Однако в известном устройстве отсутствуют элементы и связи, позволяющие изменять скорость работы генератора в зависимости от его режима или с помощью оператора. Кроме того, в известном устройстве не.решена задача автоматической установки в заданное состояние при работе в автономном режиме (без 3BM), что приводит к дополнительным временным потерям. Эти дополнительные временные потери возникают вследствие того, что при автономном режиме работы генератора оператор управляет входами известного устройства непосредственно от органов управления, например, кнопочных переключателей. .При этом при автоматическом запуске, 5

l0

55 учитывая скорость работы генератора и время реакции оператора, последнему трудно остановить генератор точно в заданном состоянии. Поэтому для точной установки требуется дополнительная подгонка состояния генератора с помощью кнопки пошагового запуска.

Естественно, что при увеличении скорости. работы генератора во время реверсй, данный недостаток проявляется еще сильнее. В известном устройстве отсутствуют элементы и связи, позволяющие осуществить точную установку генератора в заданное состояние при его автономной работе. В то же время известно, что генераторы псевдослучайных тестов в основном используют-. ся в автономных тестерах, не требующих управления от ЭВМ (что и является одним из основных достоинств).

Цель изобретения — повышение эффективности генератора псевдослучайных последовательностей за счет сокращения времени возврата его в произвольно заданное состояние, предшествующее состоянию в момент обнаружения дефекта, что повышает в конечном счете его быстродействие.

Указанная цель достигается тем, что в генератор, содержащий генератор тактовых импульсов, блок начальной установки, выход которого соединен со входом "Установка" реверсивного рекуррентного регистра сдвига и входом "Сброс" реверсивного счетчика, выходы которого подключены ко входам индикатора, причем входы "Сдвиг", "Суммирование", и "Вычитание" реверсивного рекуррентного регистра сдвига объединены с одноименными входами реверсивного счетчика и подключены к- выходу первого элемента И, первому и второму управляющему сдвигом входам генератора соответственно, выходы реверсивного рекуррентного регистра сдвига соединены с первыми входами элементов И группы, выходы которых являются выходами генератора, вторые входы элементов И группы подключены к первому управляющему сдвигом входу генератора, а первый вход первого элемента И подключен через формирователь импульсов к выходу элемента

ИЛИ, первый вход которого является первым входом генератора, содержит второй счетчик, элемент НЕ, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, второй элемент.ИЛИ, управляемый делитель частоты, блок пе"

8775зЗ реключателей и блок ввода программы, входы которого соединены с выходами блока переключателей, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, а его 5 входы соединены с выходами второго и третьего элементов И, первый вход второго элемента И подключен к выходу управляемого делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом блока ввода программы и параллельно первому входу третьего элемента И с выходом генератора тактовых импульсов, первые входы четвертого, пятого и шесто- 15

ro элементов И объединены и подключены ко второму axon генератора, объединенные вторые входы второго и четвертого и объединенные вторые входы третьего, пятого и шестого элементов И щ соединены с первым и вторым управ1 ляющим сдвигом входами генератора соответственно9 при этом третий вход пятого элемента И через элемент НЕ подключен к выходу второго счетчика, вход "Сброс", которого соединен с выходом блока начальной установки и вторым выходом блока ввода программы, первый и второй входы второго счетчика подключены к третьему выходу блока ввода программы и шестого элемента И соответственно третий вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента И, а выходы четвертого и пятого элементов

И подключены ко второму и третьему входам первого элемента ИЛИ соответственно.

Реверсивный регистр 1 содержит в каждом канале сдвига сумматоры 2 и

3 по модулю два. Методы построения реверсивного регистра 1 и сумматоров

2 и 3 по модулю два, а также подключения информационных входов сумматоров по модулю два к разрядным выходам регистра 1 известны. Разрядные выходы регистра 1 соединены с соответствующими выходами 4 устройства через группу элементов И 5, управляющие входы которых подключены к входу 6

"Суммирование", который также соединен с суммирующими входами реверсивного регистра 1, реверсивного счетчика 7, вторыми входами второго 8 и

Блок ввода программы содержит 4р группу формирователей одиночного импульса, входы которых являются входом блока, первая группа выходов формирователей одиночных импульсов группы подключена соответственно 45 ко входам преобразователей позиционного кода в двоично-десятичный группы, выходы которых подключены соответственно ко входам дешифраторов двоично-десятичного кода группы, выходы которых являются первым выходом блока, вторым выходом которого является выход формирователей одиночных импульсов группы, вторая группа выходов которого соединена соот55 ветственно со входами преобразователя позиционного кода в двоично-деаятичный, выход которого является третьим выходом блока.

Введение управляемого делителя частоты, второго и третьего элементов

И, . второго элемента ИЛИ, блока ввода программы и блока переключателей с соответствующими связями между вновь введенными блоками, а также между вновь введенными и известными блоками, позволяет реализовать наиболее простыми техническими средствами изменение тактовой частоты в зависимости от режима работы генератора псевдослучайных последовательностей. Во время реверса тактовая частота максимальна и равна частоте выходных сигналов генератора тактовых импульсов. При выработке тестовой последовательности тактовая частота уменьшается путем задания нужного коэффициента деления с помощью блока переключателей и блока ввода программы. При этом величина коэффициента деления делителя определяется временными параметрами диагностируемого объекта и может быть постоянной для целого класса объектов.

Введение ".второго счетчика, элемента НЕ, четвертого, пятого и шестого элемента И совместно с упомянутыми выше блоком ввода программы и блоком переключателей с соответствующими связями, позволяет обеспечить при поступлении сигнала автоматического запуска точную установку генератора псевдослучайных последовательностей в любое произвольно заданное состояние, предшествующее состоянию, в котором обнаружен дефект.

На фиг.1 представлена схема генератора псевдослучайных последовательностей на фиг.2 — схема управляемого делителя; на фиг.З вЂ” схема блока водa программы.

877533 четвертого 9, элементов И. Вход 10

"Вычитание" соединен с вычитающими входами. реверсивного регистра 1, реверсивного счетчика 7, вторыми входами третьего 11, пятого 12 и шестого 13 элементов И. Выход первого элемента И 14 подключен к входам

"Сдвиг" реверсивного регистра 1 и реверсивного счетчика 7, а также к третьему входу элемента И 13. Вы- 1о ход блока 15 переключателей подключен к входу блока 16 ввода программы, в качестве которого может быть использован например,.счетчик с предварительной уставкой, первый, второй и is третий выходы которого соединены с первым входом управляемого делителя 17, входом "Сброс" и первым входом счетчика 18 соответственно.

Выход элемента И 13 подключен к вто- рому входу счетчика 18, выход которого через элемент НЕ 19 соединен с третьим входом элемента И 1?. Первые входы элементов И 9, 12,13 объединены и подключены к входу автоматического запуска 20 устройства, Вход 21 пошагового запуска устройства соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 22, второй и третий входы которого подключены к выходам элементов И 9 и 12 соответственна а выход элемента ИЛИ 22 через формирователь импульсов 23 подключен к первому входу элемента И 14, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 24. Первый и. второй входы элемента ИЛИ 24 подключены к выходам элементов И 8 и 11 соответственно. Первый вход элемента

И 11 объединен со вторым входом управляемого далителя 17 и подключен к

48 выходу генератора 25 тактовых импульсов. Входы "Сброс" счетчиков 7 и 18 а также вход "Начальная установка" реверсивного регистра 1 объединены и подключены к выходу блока 26 началь- 45 ной установки. Выходы счетчика 7 подключены к входам индикатрра 27 соответственнб.

Второй вход 28 управляемого далителя 17 соединен с выходом генератора 5о

25 тактовых импульсов. Выходы m делителей 29 на и подключены к первым входам соответствующих элементов

И 30, вторые входы которых являются первым входом 31 управляемого дели- и

1 теля 17, соединенным с первым выходом блока"16 ввода программы. Выходы эле.ментов И 30 подключены к соответствующим входам m элементов ИЛИ 32, выходы которых соединены с входами элемента И ЗЗ,.Выход 34 элемента И 33 является выходом программируемого делителя 17 и подключен также к входам установки в "0" делителей 29 на о. В зависимости от информации, поступающей на первый вход управляемого делителя 17, коэффициент деления может меняться от 1 до величины nxm.

Блок 16 ввода программы содержит группу формирователей 35 одиночного импульса, содержащую, в свою очередь, первую группу формирователей 36 одиночного импульса, вторую группу формирователей 37 одиночного импульса и формирователь 38 одиночного импульса 38, Выходы 39 блока формироватепей 35 одиночного импульса являются входом блока 16 ввода программы, соединенным с выходом блока 15 .переключателей. Выходы первой группы формирователей 36 одиночного импульса соединены со входами блока преобразователей позиционного кода .в двоич"но-десятичный.40, который содержит m преобразователей 41, позиционного кода в двоично-десятичный, где m равно количеству делителей 29 на и;.

Выходы преобразователей 41 позиционного кода в двоично-десятичный соединены с входами соответствующих де- шифраторов 42 двоично-десятичного кода, выходы 43 ноторых являются пер-. вым выходом блока 16 ввода программы и подключены к первому входу программируемого делителя 17, Выходы второй группы формирователей одиночного импульса 37 подключены ко входам преобразователя 44 позиционного кода в двоично-десятичный,.выходы которого являются третьим выходом: 45 блока

16 ввода программы, который соединен с первым входом счетчика 18. Выход формирователя 38 одиночного импульса является вторым выходом 46 блока

16 ввода программы и подключен к входу "Сброс" счетчика 18 °

Устройство работает следующим об- разом.

При наличии сигнала на входе 6

"Суммирование" и на одном из входов устройства(на входе 20 — при автоматическом запуске, на входе 21 при пошаговом запуске)на выходе формирователя 23 импульсов, запускаемого через элемент ИЛИ 22, соответственно или устанавливается уровень логичес кой единицы (последовательность им87753

35

Ъ пуЛЬсов при использовании системы импульсных или импульсно-потенциальных элементов), или вырабатывается одиночный импульс, которые подаются на вход элемента И 14, на другой вход которого непрерывно поступают импульсы с выхода генератора 25 тактовых импульсов через управляемый делитель 17 частоты, элемент И 8 и элемент ИЛИ 24. Коэффициент деления 1О делителя 17 частоты задается блоком

15 переключателей с помощью блока

16 ввода программы, а величина коэффициента деления выбирается исходя из временных параметров диагности- 15 руемого объекта. Для определенных объектов коэффициент деления может быть и равным единице. Сигналы с выхода элемента 14, поступающие на вход "Сдвиг" реверсивного регистра сдвига 1, сдвигают информацию, записанную в него с помощью узла

26 начальной установки. В режиме

"Суммирование" сигналы, снимаемые с разрядных выходов регистра 1, через группу элементов И 5, открытых сигналом на входе 6 "Суммирование", поступают на выходы 4 устройства.

Счетчик 7, установленный в нулевое состояние сигналом с выхода узла

30 начальной установки 26, при наличии сигнала на входе 6 считает импульсы сдвига, поступающие на вход "Сдвиг" регистра 1. При этом индикатор. 7 отображает в цифровой форме номер состояния регистра 1. В случае регистрации дефекта сигнал с входа 6 снимается. Также прекращается подача сигналов на входы устройства (на вход 20 — при автоматическом запуске, на вход 21 — при пошаговом запуске). Сдвиг информации в регистре

1 и суммирование импульсов сдвига в счетчике 7 прекращается, При необходимости установки генератора в од45 но из предшествующих состояний оператор с помощью блока 15 переключателей и блока 16 ввода программы производит установку счетчика. 18 известным способом в нужное состояние, предварительно сбрасывая его в нулевое состоя50 ние, а затем подает, также известным способом, сигнал на вход YO "Вычита-, ние" и вырабатывает сигнал автоматического запуска на входе 20. Поскольку в это время сигнал на выходе счетчика

18 отсутствует, элемент НЕ 19 вырабатывает на своем выходе разрешающий сигнал для элемента И 12. Выходной

3 10 сигнал элемента И 12 через элемент

ИЛИ 22.поступает через формирователь импульсов 23 на вход элемента И 14 ° на второй вход которого через элемент

И 11 поступают тактовые импульсы непосредственно с выхода генератора

25 тактовых импульсов. Элемент И 14 вырабатывает импульсы сдвига. Информация в регистре 1 сдвигается в обратном направлении, а счетчик 7 вычитает импульсы сдвига из ранее полученного количества. Во время обратного сдвига сигналы на выходах 4 отсутствуют, так как нет разрешающего сигнала на управляющих входах группы элементов И 5. В это же время счетчик

18 также считывает импульсы сдвига, поступающие на его вход через элемент

И 13. При достижении счетчиком 18 состояния, заданного с помощью блока

15 переключателей и блока 16 ввода программы, на его выходе вырабатывается сигнал, запрещающий работу элемента

И 12. В результате элемент И 14 прекращает выработку импульсов сдвига, и сдвиг информации в регистре 1 прекращается, Счетчик 7 останавливается и нндицирует с помощью индикатора

27 заданное состояние регистра 1, Счетчик 18 также прекращает свою работу. Сигнал запуска со входа 20 снимается. При пошаговом запуске генератора и наличии сигнала на входе 10

"Вычитание" выработка импульсов сдвига осуществляется аналогично режиму работы от сигнала автоматического запуска за исключением того, что сигнал на вход элемента ИЛИ 22 поступает непосредственно со входа

21. Счетчик 18. во время реверса при пошаговом запуске не работает.

По окончании реверса оператор может повторно выработать требуемый отрезок теста.

По сравнению с известным в предлагаемом устройстве уменьшено время возврата генератора в произвольное предшествующее состояние, а именно: тактовая частота во время реверса может быть значительно увеличена, так как определяется только быстродействием элементной базы собственно генератора, а не временными параметрами диагностйруемого объекта реализуется точная установка в заданное состояние при автоматическом запуске во время реверса при использовании генератора в автономном режиме. Сокращение времени возврата генератора

877533

12 повышает эффективность устройства при применении его в составе генератора псевдослучайных тестов °

Формула изобретения

5

1. Генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, блок начальной установки, выход которого соединен со входом "Установка" реверсивного рекуррентнаго регистра сдвига и входом ™Сброс" реверсивного счетчика., выходы которого подключены ко входам индикатора соответственно, причем входы "Сдвиг", "Суммирование" и "Вычитание" реверсивного рекуррентного регистра сдвига объединеньr с одноименными входами реверсивного счетчи/ ка и подключены к выходу., первого элемента И, первому и второму управляющему сдвигом входам генератора соответственно, выходы реверсивного рекуррентного регистра сдвига соединены с первыми входами элементов И группы, выходы которых являются выходами генератора, вторые входы элементов И груп-, пы подключены к первому управляющему сдвигом входу генератора, а первый .вход первого элемента И подключен через формирователь импульсов к вы30 ходу первого элемента ИЛИ, первыи вход которого является первым входом генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия генератора, он содержит счетчик, элемент НЕ, второй, третий„э5 четвертый, пятый и шестой элементы И, второй элемент.ИЛИ, управляемый де- литель частоты, блок переключателей и блок ввода программы, входы которого соединены с выходами блока переключателей, выход второго элемента

ИЛИ подключен ко второму входу первого элемента И, а входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами второго и третьего элементов И, пер- 45 вый вход второго элемента И подключен к выходу управляемого делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с,первым выходом блока ввода программы и с вы-. ходом, генератора тактовых импульсов,. первые входы четвертого, пятого и шестого элементов И объединены и подключены ко второму входу генератора, объединенные вторые входы второго и четвертого и объединенные вторые входы третьего, пятого и шестого элементов И соединены с первым и вторым управляющими сдвигом входами генератора соответственно, при этом третий вход пятого элемента И через элемент НЕ подключен к выходу счетчика, вход "Сброс" которого соединен с выходом блока начальной установки и вторым выходом блока ввода программы, первый и второй входы счетчика подключены к третьему выходу блока ввода программы и шестого элемента

И соответственно, третий вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента И, а выходы четвертого и пятого элементов И подключены ко второму и третьему входам первого элемента ИЛИ соответственно.

2. Генератор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок ввода программы содержит группу ..формирователей одиночного импульса, входы которых являются входом блока, первая группа выходов формирователей одиночных импульсов группы подключена соответственно ко входам преобразоватеней позиционного -кода в двоичнодесятичный группы, выходы которых подключены соответственно ко входам дешифраторов двоично-десятичного кода группы, выходы которого являются первым выходом блока, вторым выходом которого является выход формирователей одиночных импульсов группы, вторая группа выходов которого соединена соответственно со входами преобразова еляЛпозиционного кода в двоично-десятичный, выход которого является третьим выходом блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 4009374, кл.235-92, опублик. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2611787/18-24, кл.G 06 F 7/58, 1978 (прототип ),.

877533

Составитель А. Кар асов

Редактор В. Петраш Техред А. Ач

Корректор Г. Назарова

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 9616 73 . Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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