Генератор псевдослучайной последовательности Советский патент 1983 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычиспитепьой технике и может быть использовано качестве устройства дпя опреаепения опопогии связей многовходового суммаора по модупю два, на выходе которого ормируются сдвинутые копии псевдоспуайных поспедоватепьностей. Использование сдвинутых копий псевдослучайных по-; педоватепьностей позволяет строить экономичные генераторы псевдослучайных чисел, а также организовывать автонюмные устройства дпя имитации случайых процессов с заданными характеристиами.

Известен генератор псевдослучайных чисел, содержаший регистр сдвига с сумматором по модупю два в цепи обратной

связи l.

Недостатком этого устройства является невозможность получения копий псев-дослучайной поспедоватепьности сдвинутых более, чем на число тактов, равное разрядности регистра сдвига.

Известно также устройство для формирования сдвинутых копий псевдослучайного сигнала, состоящее из генератора тактовых импупьсов, первого элеMeliTa Запрет, регистра сдвига с сумматором по модулю два и элементами И в цепи обратной связи, дешифратора, второго элемента Запрет, счетчика, блока памяти, сумматоров по Модулю два и индикаторов 2j.

Недостатком такого устройства является сложность аппаратурного построения. Кроме того, наличие блоков памяти снижает быстродействие генератора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является генератор псевдослучайной последовательности, .содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, элементы И и сумматор по Модулю дваГз.

Недостатком известно х) генератора является низкое быстродействие.

Целью изобретения является повышение &1стродействия генератора. .

Для достижения поставленной цели в генератор псевдослучайной последовател ности, содержащий генератор тактовых . импульсов, регистр сдвига с сумматором гю модулю два в цепи обратной связи, группу из Уг элементов И ( уп - число разрядов генератора), vn -входовой сумМатор по модулю два, выход генератора тактовых импульсов подключен к С-входу регистра сдвига, выходы элементов И группы подключены к входам п -входового

сумматора по модулю два соответственно, первый вход ( i l,vn) элемента И группы подключен к выходу i-Vo разряда регистра сдвига, введены R -триггер, генератор одиночных импульсов, группу из УН А-триггеров, rpyimy из С. в i .JStl. сумматоров по модулю два,

Q группу из су « элементов 2ИЙЛИ и элемент И, При этом к второму лходу 1.-ГО элемента И группы подключен выход i -го Д-триггера групга 1, к Овходам Д-триггеров грушш подклю чен выход генератора одиночщах импульсов, к первому входу г-го (, ) сумматора по модупю два груши подключен единичныи выход У-го Д-триггера группы, к второму входу первого сумматора по модулю дв|а группы подключен выход эле-мента И, к второму входу п -го (,с) сумматора по модулю два группы подключен выход (q -1 )-гЬ элемента 2И-Ш1И группы, выход У-го сумматора по модупю два группы подключен к входу (.)-го Д-триггера групры, единичный выход R9 -триггера подключен .к первым входам апементов 2И-ИПИ группы, к вторым входам которых Подключен нулевой выход К5-тригге ра, единичный выход ( О )-го ( el,) Д-триггёра группы подключен к Д-входу 2 -го Д-триггера группы и к третьему входу -го элемента 2И-ИЛИ группы, а единичный выход ()-гo Д-триггера группы подключен к первому входу апемента И, к второму входу которого подключен нулевой R5 -трйиггера, единичный выход (С+ +1)-го Д-трвггера группу подключен к четвертому входу -го элемента 2И-ИЛИ группы, RS-входы R -триггера являются тюрвым и- вторым входами генератора, а выход |7)-вхо Дового сумматора по модулю два является выходом генератора.

5 На чертеже приведена функиионапьная схема генератора псевдослучайной последовательности.

Схема состоит из генератора 1 так-; товыл импульсов, )егистра 2 сдвига (с

сумматором по модулю два в цепи обрат- ной связи), УМ элементов И 3, УИ-Bsoдовсго сумматора 4 по модулю два, RS триггера 5, генератора одиночшлх им пульсов, УМ Д-триггеров 7, G 3

5 сумматоров 8 по модулю два, % Г элементов 2И-ИЛИ 9 и элемента И 1О, Функционирование устройства для получения сдвинутых копий псевдослучайной поспедовательности происходит следующим образом,.

В первоначальный момент на Д.-триггера 7 записываются начальный код 100...0О1, т.е. т,опько на первый и последний триггер ааписываютсй единичные значения. Таким образом содержимое ут А-триггеров равняется oi сГ(1), -1,Уи. На R9 -триггер записывается единщщ, вопи m нечетно, и ноль, если ч€тн. На 1 9-триггер 5 записывается нр1ль. С нулевого выхода RS-триггера на эпеменгг. И 10 и на третьи входы элементов 2И-ИЛИ подается разрешающий потенциал. В этом случае Ни выходе ком- бинапионной части устройства, состояшёй из элементов 8Г 10, т.«. на выходе сумматрров 8 по модулю два, формируются здачеиия двоичных цифр согласно систе ЛЬ1 логических уравнений, определяемой ЬтрзгктуроЙ генератора.

: Далее с выхода генератора 6 одиноч Hbix импульсов подается синхроимпульс m О-входь1 бсех Д-триггеров 7. По пр хбду импульса с генератора 6 Л-триггеJ5a изменят свои состояния, таким обра:зсм на Д-триггерах 7 записывается код lOOOil, т.е. )«1. А(2) :4((2M;rf;{2)l.. ;3дачения сГ (2), 1:,6 с единичных вы;ж«К в Д- ТРиггероБ подается на вход комб|119а1шош{ой части устройства,состоящей йз €1 юксав8-10. По приходу очередного сипо рошцульса с выхода генератора 6 на; О-вхрдыД-триггеров 7 на триггера Дзапвдается код 101111, который опредёдает 3 d. (4), i 1,6. Т аким СС(4) 1; df,(4)0; (f (4)1 .rf(4).)l, И)1; (4)1.Щ)й прступпенин следующего синхроимпульса ..111 11 1 О 1 О 1 О 1 012 3 4 5 .6 7 89 10 11

ана выходе сумматора 4 послеговатбльнрсть ...1 О 11 1 01 1617 18 19 2О 21 22 23 24 25 26 : Преимущество преалагаемого устройства для получения сдвинутых копий псевдослучайной последовательности за Кщочается в том, что в нем существенно шелнчано быстродействие. Так для опре- делечия коэффициентов cf(2 } ), j(O,i,2,,., в предлагаемом устройств ве (звобходимо выполнить только К тактов, в то время как в известном - тактов. Таким образом, быстродействие предлагаемого устройства увеличивается в 2Vy раз. Так для быстродейс выхода генератора 6 получим, что Cfi (8) 2(8) СГ%(8)1; dj(8)« «I; ((8)О, с4(8)1. Таким же образом получим, что d-i{16)l; (ra.(16)«l;d4(16)l; d4 (16)-0;

cfg(i6)«o; cffedey-i.

Анализ, состоящий из Д -триггеров 7, показывает, что на них последовательно получаются 31шчения коэффициентов cfi (2 )j ,VM; ,2,... . В случае если необходимо получить копию псевдослучййиой последовательности, сдвинутую на S в8 тактов, первоваяапьно необходиМО на Д-грнггера 7 записать значения с1.°О, 1 ,1 -1; . Далее с выхода генератора одиночных в мпульсов последовательно пода{ртся три импупьса, так как 8 - 2. После прохожоешга переходных процессов на А-тригте{М1Х 7 Рй нятсякоэффициенты (fj( 8), 1,ут1-С выходоьД-триггеров 7 значения коэффициентов СЬ( 8) подаются на входы элементов И 3, на BTopbie «ходы которых подключены выходы разрядов регистра 2 сдвига , {с сумматором по модулю два ь цепи обратной связи). Предварительно по RS-входам триггеров регистра 2 записы вается начальный коя. Предположим, что на триггерах регистра 2 записан код100О,ОО. При поступлении тактовых импульсов с выхода генератор 1 на в.ходы триггеров регистра 2, на выходе УЛ-входового сумматора 4 по модулю два формируется сдвинутая на восемь тактов копия посевдоспучайной послед жательности. На выхода первого разряда регистра 2 формируется последовательность

О О...

1 О 1 О О 1. 1 0111 О... 12 13 14 15 16 17 18 19 2О 21 2t 28 29 ЗО. ствие увелетйгся более, чем в 1ОО раз. Увепиче нве быстродействвя устройства позволяет расширить его фу ациональные возможности. Так же является возможным определение коэффициентов, позволяющих получить копии псевдослучайной доследсшательностн, сдвинутые на астрономическое количество тактов для с ш . А это в свою очередь позволит строить высоконадежные, стабильные в высококачественные генераторы псевдослучайщлх чнсеп.

Tl

fi

Ed

J

Л

a Щ Ш Ш щ Щ

ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ, содержащий генератор тактовых ,импупьсов, регистр сдвига, в цепь обратной связи которого вкшочен сумматор по модулю два группу из уу| эпементов И ( уи - число разрядов генератора), щ-входовой сумматор по модутпо два, выход генератора тактовых нмпупьсов подключен к С-входу регистра сдвига, выходы эпеме 1тов И грушзы подключены к входам m -входового сумматора по модулю два соответст,вевно первый вход i -го, (я «l.) элемевта И группы подключен к выходу i -го разряда регистра сдвига, о т п и ч а ю ш в и с я тем, что, с цепью увепи ченвся быс1Рродействня генератора, он содержит RS -триггер, генератор одиночных вмвупьсов, группу.из m Д-тригге:ров, группу из С J сумматоров по модушо два, группу из ( элементов 2H-IinH и элемент И, причем к второму входу i -го элемента И группы подключен выход i -го Д-триггера группы, к С-входам Д-триггеров группы подключен выход генератора одиночных импульсов, к первому входу j--го (, С) сумматора по модупю два группы подключен единичный выход (-го Д-триггера группы, к второму входу первого сумматора по модулю два группы подключен выход элемента И, к второму входу У| -го ( 2,С) сумматора по модупю два группы подключен выход