Генератор псевдослучайных чисел Советский патент 1984 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к автомати и вычислительной технике и может быть использовано в стохастических счетно-решающих устройствах и при проверке цифровых устройств псевдослучайньми тестами. Известен генератор псевдослучайных чисел с равномерным распределением, который содержит регистр сдви га и сумматор по модулю два в цепи обратной связи У Однако этот генератор не позволяет выявлять неисправности в проце се своей работы. Известен также генератор псевдослучайных чисел с равномерным распределением, который содержит регист сдвига и сумматор по модулю два в цепи обратной связи 2 . Однако этот генератор не позволяе выявлять неисправностиJприводящие к появлению О на прямом и инверсном выходах -го разряда регистра сдвига имеет большие затраты на реализацию схемы контроля. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является генератор псевдослучайных чисел, который содержит рекуррентный регистр сдвига, cчetчик элемент НЕ, элемент И,.элемент ИЛИ, элемент задержки, сумматор по модулю ключ и триггер, выход которого соеди нен с первым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента И, вход которого через элемент задержки соединен со счетным входом триггера, выход рекуррентного регистра сдвига соединен с вторым входом сумматора п модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом Сброс счетчика, счетный вход которого подключен к тактовому входу рекуррентного регистра сдвига, вход Уста новка которого соединен с вторым вх дом элемента ИЛИ и через элемент НЕ с вторым входом элемента И . Однако этот генератор характеризуется сложностью схемы контроля ,и недостаточно высокой надежностью. Целью изобретения является упроще ние генератора, повьшение надежности его за счет упрощения схемных решени при одновременном уменьшении его стоимости. Цель достигается тем, что в генератор псевдослучайных чисел, содержащий регистр сдвига, выходы i-го (i 1, ...,П-1, П- число разрядов регистра сдвига) и П-го разрядов которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора по Модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, вход Сдвиг которого подключен к выходу источника тактовых импульсов, второй сумматор по модулю два, счетчик, блок регистрации, введены два токозадающих резистора, два накопительных конденсатора и третий сумматор по модулю два, выход которого соедийен с входом Сброс счетчика, выходы которого соединены с группой входов блока регистрации соответственно, выход ц -го разряда регистра сдвига соединен с первым входом второго сумматора по модулю два непосредственно и через первьй токозадающий резистор соединен с его вторым входом, второй вход второго сумматора по модулю два через первый накопительный конденсатор соединен также с шиной - источника питания, а выход второго сумматора по модулю два соединен с первым входом третьего сумматора по модулю два, второй вход которого через второй токозадающий резистор соединен с шиной - источника питания и через второй накопительный конденсатор соединен с шиной + источника питания, счетный вход счетчика объединен с входом Сдвиг регистра сдвига, вход Установка которого объединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два. На чертеже приведена блок-схема генератора. Генератор содержит регистр 1 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, счетчик 2, токозадающий резистор 3, накопительный конденсатор 4, сумматоры 5 и 6 по модулю два, блок 7 регистрации, токозадающий резистор 8 и накопительный конденсатор 9, выходы разрядов регистра 101-10„. Генератор работает следующим образом. Принцип контроля работы генератора основан на том свойстве псевдослучайной последовательности, что 3109 . число следующих подряд сигналов одного значения (О или 1) в последовательности не должно превьшать Л, где t - число разрядов рекуррентного регистра 1 сдвига. Подсчет следующих подряд сигналов одного значе ния производит счетчик 2, который сбрасывается в О, при каждом изме. нении логического сигнала на выxoдeJ lOf,. Сигнал сброса выдает схема, состоящая из резистора 3, конденсатора 4 и сумматора.5 по модулю два. В статическом состоянии после завершения переходных процессов в цепи резистора 3 конденсатора 4 сигналы на обоих входах сумматора 5 по модул два имеют одинаковые значения и на его выходе присутствует сигнал О, который, проходит через сумматор 6 по oдyлю два и создает .счетчику 2 режи счета. После измене.ния логического сигнала на выходе 10(, в течение переходного процесса в цепи резист(э-ра 3 и конденсатора 4 на одном из входо сумматора 5 присутствует новое значение логического сигнала, а на другом входе сохраняется его предыдущее значение. В этот период времени на втором входе кратковременно появляется логическая единица, которая проходит через сумматор 6 по модулю два и сбрасывает счетчик 2, после чего начинается подсчет числа следующих подряд сигналов другого значения Работа счетчика 2 продолжается до момента очередной смены сигнала на выходе Юу. Если содержимое счетчика 2 превышает п, то блок 7 регистрируе неисправность. Установка генератора в исходное состояние происходит при подключении питания с помощью цепи резистора 8, конденсатора 9, происходит переходны процесс, в течение которого на соответствующем выходе резистора 8 присутствует сигнал 1, создающий, рекуррентному регистру 1 сдвига режим параллельного занесения информации, а счетчику 2 режим сброса. При работе генератора сигнал на соответствующем выходе резистора 8 равен нулю. Постоянные времени цепи резистора 8, конденсатора 9 выбирают большей по сравнению с постоянной времени цепи резистора 3, конденсатора 4. Это позволяет использовать сумматор 6 по модулю два в режиме элемента ИЛИ. В зависимости от индивидуальных особенностей каждого генератора в Л-й разряд рекуррентного регистра сдвига может записываться или О, или 1. Если в момент включения питания на выходе 1 появляется сигнал О, то переходный процесс в цепи резистора 3, конденсатора 4 не имеет места, а на выходе сумматора 5 присутствует логический ноль, и сумматор 6 по модулю два выполняет функцию ШШ. Если же при подключении питания на выходе 10 появляется логическая единица, то в цепи резистора 3, конденсатора 4 имеет место переходн процесс и на выходе сумматора 5 кратковременно появляется сигнал 1, который создает на выходе сумматора 6 сигнал О, не соответствующий требуемому уровню сигнала сброса счетчика 2. Но так как постоянная времени цепи резистора 8, конденсатора 9 выбирается большей по сравнению с постоянной времени цепи резистора 3, конденсатора 4, то последним на выходе в режиме приведения устройства в исходное состояние будет .сигнал 1, который и сбросит в О счетчик 2.. Повьшение надежности достигается за счет сокращения числа элементов и уменьшения количества связей.

ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий регистр сдвига, выход 1 -го (i rj ..., n-1, h -число разрядов регистра сдвига) и п-го разрядов которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, вход Сдвиг которого подключен к выходу источника тактовых импульсов, второй сумматор по модулю два, счетчик, блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью упрощения генеравЙ8,-. тора, он содержит два токозадающих резистора, два яакопительных конденсатора и третий сумматор по модулю два, выход которого соединен с входом Сброс счетчика, выходы разрядов которого соединены с группой входов блока регистрации соответственно, выходд-го разряда регистра сдвига соединен с первым входом второго сумматора по модулю два непосредственно и через первый токозадающий резистор соединен с его вторым.входом, второй вход второго сумматора по модулю два через первьй накопительный конденсатор соединен также с шиной - источника питания, а выход второго сумматора по модулю два еоединен с л первым входом третьего сумматора по модулю два, второй вход которого через второй токозаданзщий резистор соединен с шиной - источника питания и через второй накопительный конденс.атор соединен с шиной + источника.питания, счетный вход счетчика объединен со с входом Сдвиг регистра сдвига, ел 41 вход Установка которого объединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два. s|