Генератор последовательностей чисел Советский патент 1984 года по МПК G06F1/02 

выходных элементов И подключены к, выходу третьего элемента И, первый выход первого распределителя импульсов подключен к установочному входу блока настройки каналов, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам третьего и четвертого коммутаторов, первые информационные аходы третьего и четвертого коммутаторов подключены к выходу блока настройки данных, выходы третьего и четвертого коммутаторов подключены к информационным входам регистра коэффициентов и регистра начальных значений функций соответственно, вторые информационные входы третьего и четвертого коммутаторов подключены к выходам регистра коэффициентов и регистра начальных значений функций соответственно, тактовые входы регистра коэффициентов и регистра начальных значений функций подключены к выходу генератора тактов, второй вход четвёртого элемента И и второй информационный вход второго коммутатора подключены к выходам регистра коэффициентов и регистра начальных значений функций соответственно.

2.Генератор поп, 1, отличющийся тем, что блок настройки данных состоит из переключателя

и элемента ИЛИ, причем входы переключателя являются входами блока настройки данных, выходы переключателя подключены к входам элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ является выходом блока настройки данных.

3.Генератор поп. 1,отличающийс я тем, что блок настройки каналов состоит из двух переключателей, элементов ИЛИ, И, триггера и генератора одиночных

импульсов, причем входы первого переключателя являются тактовыми входами блока настройки каналов, выходы первого переключателя через элемент ИЛИ подключены к первому входу элемента И в блоке настройки

.каналов, второй вход этого элемента И является установочным входом блока настройки каналов и подключе к нулевому входу триггера в блоке настройки каналов, запускающий вход и выход генератора одиночных импульсов подключены соответственн к выходу элемента И и единичному входу триггера в блоке настройки каналов, выход триггера через второй переключатель подключен к первому- и второму выходам блока настройки каналов.

4. Генератор по п.1, отличающийся тем, что блок настройки периода состоит из элемента И, делителя частоты на п , делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления, первого и второго триггеров, причем входы элемента И в блоке настройки периода являются входами блока настройки периода, выход этого элемента И подключен к входу делителя частоты на я. и к нулевьм входа первого и второго триггеров, выход делителя частоты на П подключен к единичному входу первого триггера и к входу делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления, выход которого подключен к единичному входу второго триггера, прямой и инверсный выходы первого триггера, а также выход второго триггера являются соответственно первым вторым и третьим выходами блока настройки периода.

1. ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ЧИСЕЛ, содержащий генератор тактов, первый распределитель импульсов, блок настройки данных, блок настройки периода, регистр функций, регистр промежуточных значений функций, сумматор, элемент НЕ, четьфе элемента И, два коммутатора и триггер, причем выход генератора тактов подключен к тактовьом входам первого распределителя импульсов , регистра функций и регистра промежуточных значений функций, первый выход первого распределителя импульсов подключен к первым входам блока настройки периода и первого элемента И, выходы с первого ПОП+1-Й (п-разрядность генерируемых чисел) первого распределителя импульсов подключены к входам блока настройки данных, n+1-й вы. ход первого распределителя импульсов подключен к нулевому входу триггера и через элемент НЕ к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы второго и третьего элементов И подключены к выходу регистра функций, третьи входы второго и третьего элементов И подключены соответственно к первому и второму выходам блока настройки периода, выход первого элемеН та И подключен к единичному входу - ь .триггера, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выходы второго и четвертого элементов И подключены к входам сумматора, выход сумматора, подключен к информационному входу регистра функций, выход третьего элемента И подключен к первому информационному нходу первого коммутатора, второй информационный вход, управляющий вход и выход первого коммутатора подключены соответственно к выходу регистра промежуточных значений функций, второму выходу блока настройки периода и первому информационному входу второго коммутатора, управлякмций вход второго коммутатора (Л подключен к третьему выходу блока настройки периода, выход второго коммутатора подключен к й.торому входу первого элемента И и к информационному входу регистра про.межуточных значений функций, о т личающийс я тем, что, с целью расширения области применения генератора последовательностей чисел, состоящего в многоканальной генерации последовательностей чисел, он содержит блок настройки каналов, второй распределитель им4 пульсов, регистр коэффициентов, ресо гистр начальных значений функций, третий и четвертый коммутаторы, m (VTi- число каналов) .выходных элементов И, причем n+i-й выход первого распределителя импульсов подключен к тактовому входу второго распределителя импульсов, первый выход второго распределителя импульсов подключен к второму входу блока настройки периода, выходы с первого по т-й второго распределителя импульсов подключены к тактовым входам блока настройки каналов и к первым входам соответствующих выходных элементов И,вторые входы

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для генерирова,ння по нескольким каналам последовательностей чисел с заданным периодом следования.

Известен генератор последовательностей чисел, содержащий генертор тактовых импульсов, два блока синхронизации, два блока настройки, два регистра сдвига, сумматор два триггера, одиннадцать элементов И, четыре элемента ИЛИ и два элемента задержки С1.

Наиболее близким к изобретению является генератор последовательностей чисел, содержащий генератор тактов, распределитель импульсов, два блока настройки, два: регистра, сумматор, два коммутатора,

три триггера, делитель частоты, счетчик, задатчик числа импульсов, группу элементов И, элемент задержки, элементы И, ИЛИ, НЕ 2 . Недостатком известных генераторов является ограниченная область применения ввиду отсутствия возможности генерировать последовательности чисел пр нескольким каналам.

-Цель изобретения - расширение области применения генератора, состоящее в многоканальной генерации последовательностей чисел.

Поставленная цель достигается тем, что генератор последовательностей чисел, содержащий генератор «тактов, первый распределитель им(пульсов, блок настройки данных, блок настройки периода, регистр .функций, регистр промежуточных значений функций, сумматор, элемент НЕ, четыре элемента И, два коммутатора и триггер, причем выход генератора тактов подключен к тактовым входам первого распределителя импульсов, регистра функций и регистра промежуточных функций, первы выход первого распределителя импульсов подключен к первым входам блока настройки периода и первого элемент И, выходы с первого поП+Ь-й (п разрядность генерируемых чисел) первого распределителя импульсов подклчены к входам блока настройки данных, «-И-й выход первого распредели-теля импульсов подключен к нулевому входу триггера и через элемент НЕ к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы второго и третьего элементов и подключены к выходу регистра функций, третьи входы второго и третьего элементов И подключены соответственно к первому и второму вьакодам блока настройки периода, выход первого элемента И подключен к единичному входу триггера, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выходы второго и четвертого элементов И подключены к входам сумматора, выход сумматора подключен к информационному входу регистра функций, выход третьего элемента И подключен к первому информационному входу первого коммутатора, второй информационный вход, управляющий вход и выход первого коммутатора подключены соответственно к выходу регистра промежуточных значений функций, второму выходу . блока настройки периода и первсму информационнсму входу второго коммутатора , управляющий вход . второго кс 1мутатора подключен к третье,му выходу блока настройки периода, выход второго коммутатора подключен f второму входу первого элемента И JI к инфо 4ационному входу регистра .промежуточных значений функций, содержит блок настройки каналов, второй распределитель импульсов, регистр коэффициентов, регистр начальных значений функций, третий и четвертый коммутаторы, m(m- число каналов) выходных элементов И, причем n+1-й выход первого распределителя импульсов подключен к тактовому входу второго распределителя импульсов, первый выход второго

распределителя импульсов подключен к второму входу блока настройки периода, выходы с первого по m -и второго распределителя импульсов подключены к тактовым входам блока настройки каналов и к первым входам соответствующих выходных элементов И, вторые входы выходных элементов И подключены к,выходу третьего элемента И, первый выход первого распределителя импульсов подключен к установочному входу |блока настройки каналов, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам третьего и четвертого коммутаторов, первые информационные входы третьего и четвертого коммутаторов подключены к выходу блока настройки данных, выходы третьего и четвертого коммутаторов подключены к информационным входам регистра коэффициентов и регистра начальных значений функций соответственно, вторые информационные входы третьего и четвертого коммутаторов подключены к выходам регистра коэффициентов 1И регистра начальных значений функций соответственно, тактовые входы регистра коэффициентов и регистра начальных значений функций подключены к выходу генератора тактов, второй вход четвертого элемента И и второй информационный вход второго коммутатора подключены к выходгц регистра коэффициентов и регистра начальных значений функций соответственно.

Блок настройки данных состоит из переключателя и элемента ИЛИ, причем входы переключателя являются входами блока настройки данных, выхода переключателя подключены к входам элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ является выходом блока настройки данных.

Блок настройки каналов состоит из двух переключателей, элементов ИЛИ, И, триггера и генератора .одиночных импульсов, причем входы первого переключателя являются тактовыми входами блока настройки каналов, выходы первого переключателя через элемент ИЛИ подключен к первому входу элемента И в блоке настройки каналов, второй вход этого элемента И является установочным входом блока настройки каналов и подключен к нулевому входу триггера в блоке настройки каналов запускающий вход и выход генератор одиночных импульсов подключены соответственно к выходу элемента И и единичному входу триггера в блоке настройки каналов, выход триггера через второй переключатель подключен к первому и второму выходам блока настройки каналов.

Блок настройки периода состоит из элемента И, делителя частоты на п , делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления, первого и второго триггеров, причем входы элемента И в блоке настройки, периода являются входами блока настройки периода, выход этого элемента И подключен к входу делителя частоты на п и к нулевым входам первого и Второго триггеров, выход делителя частоты на п подключен к единичному входу первого триггера и к входу делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления, выход которого подключен к единичному входу второго триггера, прямой и инверсный выходы первого триггера, а также выход второго триггера являются соответственно пер вым, вторьлм и третьим выходами блока настройки периода.

На фиг.1 представлена функци- , овальная схема предлагаемого генератора; на фиг.2, 3 и 4 - функцио.нальные схемы блока настройки данных, блока настройки каналов и блока настройки периода соответственно.

Генератор последовательности чисел содержит генератор 1 тактов, распределители 2- и 3 импульсов, блоки 4,5 и б настройки данных, каналов и периода соответственно, регистры 7 - 10, сумматор 11, коммутаторы 12 - 15, триггер 16, элементы И 17-21, элемент НЕ 22, выходы 23 каналов.

Блок 4 настройки данных содержит элемент ИЛИ 24, переключатель 25, входы 26, выход 27.

Блок 5 настройки каналов содержит генератор 28 одиночных импульсов, триггер 29, переключатели 30 и 31, элемент .И 32, элемент ИЛИ 33 тактовые входы 34, установочный вход 35, выходы 36 и 37.

Блок 6 настройки периода содержит элемент И 38, делители 39 и 40 частоты, триггеры 41 и 42, входы 43 и 44, выходы 45, 46 и 47.

Генератор последовательностей чисел работает следуюцим образом.

Генератор 1 тактов вырабатывает импульсные сигналы с частотой f л которые поступают на вход распределителя 2 импульсов, содержащего П+1 выходов, где п - число разрядов в представлении чисел. На выходах распределителя 2 импульсов формируется vi +1 последовательностей импульсов, сдвинутых друг относительно друга на один период тактовой частоты f и действующих с частотой f / (п+1) .

Сигналы последнего (1+1-го выхода распределителя 2 импульсов поступают на вход распределителя 3 им-.

пульсов, имеющего tn. выходов, где П1 - количество выходных каналов генератора последовательностей чисел.

На выходах распределителя 3 им5 пульсов фоЕ 1ируется m последовательностей импульсов, сдвинутых друг относительно друга на длительность импульсов (n+l)/f и действующих с частотой ) ,

0 Сигналы первых выходов распределителей 2 и 3 импульсов поступают на-первый и второй входы блока 6 настройки периода, где формируют на выходе элемента И 38 последова5 тельность импульсов, действую111их с частотой f /(Пр|(п+1) , которая Делится делителем 39 частоты в ц раз. На вход делителя 40 частоты поступает последовательность импульсов,

п действующих с частотой ((+1) . Делитель 40 делит эту частоту на заданное число К1, которое определяется предварительной настройкой делителя. На выходе делителя 40

5 формируется последовательность импульсов частоты д/Ы , где f/П-гп- п -), период следования кото1жзх определяет количество генерируемых чисел по каждому выходному каналу генератора последовательностей чисел.

Генератор последовательностей чисел формирует на т выходных шинах 23 m последовательностей чисел с заданным периодом следования Т N/f и с перестраиваемым функциональным законом изменения согласно соотноше g Aj-Yi-A.j

(1)

l 1.Z,...,N Д..м

где Yii иУг-д - генерируемые числа на

f . . Тч % ; / v .

i-M выходе 3 в i-M и (i-l)-M циклах соответственно;

) О - постоянное число, определякяцее на -м выход.е 23 функциональный закон изменения согласно таблице.

Настройка требуемого функционального закона изменения генерируемой последовательности чисел по всем tt каналам выполняется с помощью блока 4 настройки данных и блока 5 настройки каналов еледугацимобразом. С помощью переключателя 25 на

П+1 напрс1влений блока 4 настройки данных нг1бирают двоичный код числа А . В ецннячньк разрядах кода числа А переключатель 25 подключает соответствующий выход распределителя 2 импульсов к соответствующему входу элемента ИЛИ 24, а в нулевых разрядах набираемого кода на соответствующем выходе переключат€.ля 25 действует сигнал

логического нуля. На выходе элемента ИЛИ 24 из сигналов распредели теля 2 импульсов( поступающих по шинс1М 26г формируется последователь ный, | + разрядный двоичный код чис ла А. Код числа А представляется на п разрядах, и в старшем n+l-м разряде всегда действует сигнал логического нуля. Последовательный двоичный код числа А| поступает по шине 27 на выход блока 4 настройки данных. Номер канала г 1,2,... ,т задается в блоке 5 настройки канала с помснцью переключателя 31 на т направлений. С помощью переключателя 31 к выходу элемента ИЛИ 33 подключают соответствующий выход распреде лителя 3 импульсов, выходные сигналы которого действуют на шинах 34. На выход элeмelllta ИЛИ 33 проходит последовательность импульсов выхода распределителя 3 импульсов, соотве ствукадего номеру j-ro канала. Выходные сигналы элемента ИЛИ 33 пос пают на первый вход элемента И 32, на втором входе которого действует по шине 35 последовательность импульсов первого выхода распределит ля 2 импульсов. На выходе элемента И 32 формируется последовательность импульсов частоты fM(«i+i), пускающих .генератор 28 одиночных импульсов. На выкрде генератора 28 одиночные импульсов формируют-: ся импульсы, устанавливающие триггер 29 в единичное состояние. Триггер 29 находится в единичном состоянии П+1 тактов, после чего сбрасывается импульсом, действующим на шине 35. В режиме настройки чисел Aj пере ключател-зм 30 подключают прямой выход триггера 29 К шине 36, которая связана с управлякщим входом коммутатора 14. Коммутатор 14 по единичному сигналу прямого выхода .триггера подключает информационный вход регистра 9 коэффициентов к выходу блока 4 настройки данных. Регистр 9 коэффициентов также как и регистр 10 начальных значений функций содержит . (n+l)tn . Коммутатор 14 подключает информационный вход регистра 9 коэффициентов к выходу блока 4 настройки данных на времяп+1 тактов, за которое под действием тактовых импульсов генера тора I в регистр 9 коэффициентов сдвигается, начиная с младдаего разр да, последовательный двоичный коп коэффициента А , действугааий на выходе блока 4 настройки данных. Затем с помощью переключателя 25 блока 4 настройки данных набирают коэффициент , J+1-го канала и с помощью переключателя 31 блока 5 настройки каналов задают номер -Иго канала, вновь запускают генератор 28 одиночных импульсов. Триггер 29 установится в единичное состояние на п+1 тактов, что приведет, как было ранее рписано , к записи в регистр 9 коэффйадентов с выхода блока 4 настройки данных последовательного двоичного кода коэффициента Таким образом, в регистр 9 коэф-.. йциентов записывают все коэффициенты ft.j l,2,...,m. Затем аналогичным образом записывают в регистр 10 начальных значений функций все начальные значения функций YOI, 1,.. . ,fftf предварительно установив переключатель 30 блока 5 настройки каналов в положение, в- которс прямой выход триггера 29 подключается к управдягацему входу ко1Ф1утатора 15. В этом режиме на переключателе 25 блока 4 настройки данных набирают двоичный код начального значения функции Yuj г на переключателе 31 блока 5 настройки каналов задают номер го канала. Примеры начальных значений функций YOJ указаны в таблице, для тех случаев, когда функция определена . Настройка генератора последовательностей импульсов на заданный период осуществляется установкой делителя 40 на коэффициент делителя N. После записи всех коэффициентов А и начальных значений функций (м в регистр 9 коэффициентов и в регистр 10 начальных значений функций соответственно и установки заданного периода Т генерации чисел генератор последовательностей чи|сел формирует по m каналам на чиинах 23 последовательностей чисел, изменяющихся по индивидуально заданному функциональному закону следующим образом. Цикл фо1 4ирования последовательностей чисел с.огласно соотношению (1) начинается в момент действия импульса на выходе делителя 40 частоты. Триггер 42 устанавливается в единичное состояние на время (п +1 )т тактов . Единичный сигнал прямого выхода триггера 42 поступает по шине 47 на управляющий вход коммутатора 13, который подключает информационный вход регистра 8 промежуточных значений функций к выходх регистра.10 начальных значений функций. За время (n+l)m тактов двоичные коды начальных значений функций Yc,ij lr2,. ..,т, под действием тактовых импульсов генератора 1 сдвигаются последовательным способом из регистра 10 начальных значений функций в регистре 8 промежуточных значений функций, который содержит (п-и)т - i разрядов. В случае единичного сигнала цладшего разряда кода числа Yai

элемент И 17 открьтается в момент действия импульса на первом выходе распределителя 2 импульсов. Выходной импульс элемента И 17 устанавливает триггер 16 в единичное состояние, в котором он находится птактов, а в rl+l-M такте сбрасывается импульсом последнего выхода распределителя 2 импульсов. Единичный сигнал прямого выхода триггера 1 б подключает с помощью элемента И 19 вход сумматора 11 к выходу регистра 9 коэффициентов. Под действием тактовых импульсов генератора 1 последовательный двоичный код коэффициента первого канала А через элемент И 19 и сумматор 11 сдвигается в регистр 7 функций, который содержит (п+1) tti - 1 разрядов. Аналогичным образом, в случае единичных сигналов младших разрядов начальных значений функций Yoj j l,2,,.,,m, соответствукхцие коэффициенты А переписываются из регистра 9 коэффициентов в регистр

7функций.

За время (n+l )гптактов произойдет сдвиг на один разряд двоичных кодов регистра 7 функций и регистра

8промежуточных значений функций, которые имеют на один разрядменьше, чем регистр 9 коэффициентов и регистр 10 начальных значений функций. Поэтому в. (п+1)П1+1-м такте с момента начала цикла на выходе регистра 8 промежуточных значени функций действует сигнал второго разряда кода начального значения функции YOI первого канала.

Этот сигнал с выхода регистра 8 промежуточных значений функций пройдет через коммутаторы 12 и 13 на вход элемента И 17, на, другом входе которого в этот момент действует импульс первого выхода распределителя 2 импульсов. В случае единичного кода второго разряда начального значения функции первого канала триггер 16. устанавливается в единичное состояние, в котором он подключает выход регистра 9 коэффициентов через элемент И 19 к входу сумматора 11. В это время с выхода регистра 7 функций под действием тактвых импульсов генератора 1 сдвигается, начиная со второго разряда, двоичный код коэффициента А, который ранее был записан из регистра 9 коэффициентов в регистр 7 функций. Последовательный двоичный сумматор . 11 суммирует, начиная с первого разряда, двоичный код коэффициента Ад, поступающий с выхода регистра 9 коэ фициентов со сдвинутым на один разряд двоичным кодом коэффициента А действующим на выходе регистра 7 функций. На выходе сумматора 11 формируется последовательный двоичный

код суммы , который равен произведению единичных кодов первого и второго разрядов начального значения функции Ув4первого канала на коэффициент А. Аналогичным образом формируются произведения А -Yo;j для всех - 1,2,..., каналов, так как последовательные двоичные коды суммы коэффициентов и начальных значений функций Yo сдвигаются соответственно с выходов регистра 7 функций и регистра 8 промежуточных значений функций последовательно во времени в порядке возрастания номеров каналов.

Через каждые тактов импульсы последнего п+1-го выхода распределителя 2 галпульсон блокируют с помощью элемента НЕ 22 элемент И 18, стирая этим младшие разряды суммы коэффициентов, накапливаемой в регистре 7 функций по каждому каналу. В результате через (h-H)ffl-n тактов с момента начала цикла в регистре 7 функций накапливаются п старяих разрядов произведений Yoj; i 1,2, , ,, rn , ДЛЯ всех т каналов и первый цикл формирования чисел для всех m каналов заканчивается, В этот момент на выходе делителя 39 частоты блока б настройки периода формируется импульс, который устанавливает триггер 41 в единичное состояние на время (n-H)rv тактов, после чего триггер 41 возвращается ненулевое состояние выходным импульсом элемента И 38, Триггер 41 в единичном состоянии блокирует сигналом инверсного выхода элемент И 18, а сигналом прямого выхода открывает элемент И 20 и подключает с помощью коммутатора 12 первый вход коммутатора 13 к выходу элемента И 20. Под действием тактовых импульсов генератора 1 старшие разряды произведений AjYo l,2,..,,m, равные Yi,j (значениям функций в первом цикле), сдвигаются с выходов регистра 7 функций через элемент И 20, коммутаторы 12 и 13 в регистр 8 промежуточных значений функций. Через каждые h+1 тактов элемент И 20 блокируется с помощью элемента НЕ 22 импульсами последнего-и +1-го выхода распределителя 2 импульсов. Одновременно старшие п значений функций в первом цикле У для всех m каналов под действием тактовых импульсов генератора 1 сдвигаются с выхода регистра 7 функций через элемент И ;20 на первые входы группы элементов И 21, вторые входы которых управляются выходными сигналами распределителя 3 импульсов. На выходную шину 23 каждого2Ч канала с выхода соответствующего элемента И 21 последовательно во времени поступает двоичный код первого значения функции Yi, j сформированного в первом цикле.

Аналогичные образом функционирует генератор последовательностей чисел во втором и всех последуквдих циклах до тех пор, пока в U -м цикле не появится импульс на выходе делителя 40 в блоке б настройки периода. В этом случае генератор последовательностей чисел вернется в исходное состояние и начнет вновь формировать последовательности чисел, начиная с начальных значений функций, которые хранятся в регистре 10 начальных значений функций, а закон изменения выходных п оследов а тель но ст ей чис ел определяется значениями коэффициентов, которые содержатся в регистре 9 коэффициентов. За каждые Ы(п+1)о тактов на каждой jj-и выходной игане 23, 1,2,...,т, . формируется последовательность Ы чисел согласно заданному функциональному закону изменения.

Технические преимущества предлагаемого генератора последовательностей чисел по сравнению с прототипом заключаются в расширении области применения за счет многокананой генерации функционально изменяемых последовательностей чисел, причач по каждому каналу генерации

последовательности чисел может задаваться свой функциональный закон изменения путем коэффициента Л и начального значения функции согласно таблице.

30

Примечание, SL,J, , h,q, F(x),f(x) X - постоянные числа.

Фи5 i

фи92

ipufJ

фи9М