Генератор псевдослучайных чисел Советский патент 1986 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к импульсной технике,

Цель изобретения - повышение надежности генератора псевдослучайных чисел.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора псевдослучайных чиселi на фиг. 2 - таблица последо вательности состояний разрядов регистров сдвига; на фиг. 3 - таблица последовательности состояний разрядов регистра.

Генератор псевдослучайных чисел содержит генератор 1 тактовых импульсов , выход которого соединен с входами делителя 2 частоты и регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, выходы которого соединены с информационными входами мультиплексоров 4.1-4.и, первый 5., второй 6 и третий 7 формирователи импульсов, первый 8 и второй 9 регистры сдвига, счетчик 10, дешифратор 11, группу 12 сумматоров по модулю два, группу 13 элементов И, коммутатор 14 и регистр 15, соответствующие выходы которого соединены с входами управления соответствующих мультиплексоров 4.1-4.1л и первой группой входов коммутатора 14 выходы которого соединены с информационными входами регистра 15, соответствующие входы синхронизации которого соединены с соответствующими выходами группы 13 элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами группы 12 сумматоров по модулю два, первые входы которых соединены с соответствующими выходами первого регистра 8 сдвига и соответствующими входами второй группы входов коммутатора 14, соответствующие входы третьей группы входов которого соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы 12 и выходми второго регистра 9 сдвига. Первый вход регистра 9 соединен с первым входом первого регистра 8 сдвиг и выходом второго формирователя 6 импульсов, вход которого соединен с выходом дешифратора 11 и входом третьего формирователя 7 импульсов, выход которого соединен с первым входом счетчика 10 и вторыми входами первого регистра 8 сдвига и второго регистра 9 сдвига, вход синхронизации которого соединен с вторы

5

0

5

входом счетчика 10, входом синхронизации первого регистра 8 сдвига и выходом первого формирователя 5 импульсов, вход которого соединен с выходом делителя 2 частоты и вторыми входами элементов И группы 13. Выходы счетчика.10 соединены с входами дешифратора 11.

Генератор псевдослучайных чисел работает следующим образом,

В исходном состоянии в регистр 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи занесено произвольное (ненулевое), число, делитель 2 частоты и счетчик 10 уста-, новле.ны в нулевое состояние. Для регистр 15 установлен в состояние 01100000, регистр 8 сдвига - в состояние 0011, регистр 9 сдвига - в состояние 0101 (цепи начальной установки не показаны). Такое состояние разрядов регистра 15 обеспечивает прохождение сигналов с выходов разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи на выход устройства.

Под действием импульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов происходит генерирование псевдослучайных чисел регистром 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи. После формирования 2 -i чисел (п - разрядность регистра 3 сдвига) регистр 3 сдвига с сум- 5 матором по модулю два в цепи обратной связи возвращается в исходное состояние, а с выхода делителя 2 частоты на вторые входы элементов И группы 13 поступает сигнал. Прохождение сигнала через,элементы И группы 13 определяется состоянием соответствующих разрядов регистров 8 и 9 сдвига, анализируемым сумматорами по модулю два группы 12. Для h 4 и указанного выше состояния разрядов регистров 8 и 9 сдвига сигнал с выхода делителя 2 частоты проходит через первый и второй элементы И группы 13 на соответствующие входы синх- 0 ронизации регистра 15 и осуществляет запись в него сигналов с выходов коммутатора 14, т.е. с его первого и второго элементов коммутации.

Состояние выходов коммутатора зависит от состояния разрядов регистров 8 и 9 сдвига и в данном случае соответствует для первого элемента коммутации содержимому либо третьего

0

0

5

55

31256:

и четвертого, либо седьмого и восьмого разрядов регистра 15, а для второго элемента коммутации - содержимому либо первого и второго, либо пятого и шестого разрядов регистра 5 15. При указанных в строке 2 таблицы (фиг. 2) состояниях разрядов регистров 8 и 9 сдвига происходит обмен информацией между первым, вторым и

третьим, четвертым разрядами соответственно регистра 15 (фиг, 3).

Таким образом, на управляющие вхды мультипл-ексора А.1, соединенные выходами первого и второго разрядов регистра 15, и мультиплексора 4.2, соединенные с выходами третьего и четвертого разрядов регистра 15, подаются комбинации сигналов, указаные во второй строке таблицы фиг.З (для мультиплексоров 4.3 и 4.4 соот- ветственно). В результате в течение следующих I5 тактов работы генератора 1 тактовых импульсов выходы первого и второго разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи скоммутированы на второй и первый выходы соответст- венно генератора псевдослучайных чисел. Задним фронтом импульса с выхода делителя 2 частоты, выделяемым формирователем 5 импульсов, производится сдвиг информации в регистрах 8 и 9 сдвига в соответствии с второй строкой таблицы (фиг. 2), где стрелками указано направление смены информации. Новое состояние регистров 8 и 9 сдвига подготавливает третий цикл работы генератора псевдослучайных чисел, в котором выходы первого, второго и третьего разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи коммутируются на третий, первмй и вто- рой выходы соответственно устройства т.е. обеспечивается генерация чисел с порядком 2, 3, 1, 4 следования разрядов. Перестановки разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи показаны в скобках таблицы (фиг. 3).

Описанным образом устройство работает 11 циклов. Дпя 12-го цикла эта последовательность нарушается, так как (строки 12 и 13, фиг. 3) необходимо произвести перестановку сразу всех, разрядов числа. Поэтому по поступлении 11-го имп.ульса с выхода делителя 2 частоты (12-й цикл

5

0

5 0 5 о

594

работы) на вход счетчика 10 на выхо-1 де дешифратора II появляется сигнал, который обеспечивает запуск формирователя 6 импульсов, сигнал с выхода которого производит установку второго разряда регистра 9 сдвига и третьего разряда регистра 8 сдвига в единичное состояние (строка 12, фиг. 2). После этого цикла осуществляется перестановка в каждом цикле только двух разрядов. Сигнал на выходе дешифратора 11 меняется, запускается формирователь 7 импульсов, устанавливаюЕций сигналом своего выхода третий разряд второго регистра 9 сдвига и четвертый разряд первого регистра 8 сдвига в нулевое состояние, а также обнуляющий счетчик 10. Далее перестановка 4-х разрядов сразу осуществляется после 24-го цикла работы (т.е. цикла) и начинается новый цикл работы устройства, аналогичный описанному (стротси 1-24, 0)иг. 3).

Таким образом, генератор псевдослучайных чисел формирует последовательность псевдослучайных чисел с пе- риодом П () , а совокупность его блоков 5-15 обеспечивает необходимые для этого перестановки выходов разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи на выходе устройства.

Формула изобретения

Генератор псевдослучайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами делителя частоты и регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной, связи, выходы которого соединены с информационными входами мультиплексоров, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он содержит первый, второй и третий формирователи импульсов, первый и второй регистры сдвига, счетчик, дешифратор, группу сумматоров по модулю два, группу элементов И, коммутатор и регистр, соответствующие выходы которого соединены с входами управления соответствующих мультиплексоров и первой группой входов коммутатора, выходы которого соединены с информационными вхо- регистра, соответствующие входы синхронизации которого соединены

5125

с соответствующими входами группы элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами группы сумматоров по модулю два, первые входы которых соединены с соответствующими выходами первого регистра сдвига и соответствующими входами второй группы входов коммутатора, соответствующие входы третьей группы входов которого соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы и выходами второго регистра сдвига, первый вход которого соединен с первым входом первого регистра сдвига и выхо-

59 6

дом второго формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом дешифратора и входом третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом счетчика и вторыми входами первого регистра сдвига и второго регистра сдвига, вход синхронизации которого соединен с BTOpbiM входом счетчика, входом синхронизации первого регистра сдвига и выходом первого формирователя импульсов , вход которого соединен с выходом делителя частоты и вторыми входами элементов И группы, выходы счетчика соединены с входами дешифратора.

И тан/гю

Л, Л 8t,9t Д,Л

25

25 00(1) SI (гГ 10 (ЗГ

Фиг.

гг «;

Редактор В.Петраш

Составитель Ю,Бурмистров

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска ,

Заказ 4834/55 Тираж 816 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - повышение надежности работы генератора. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, регистр 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, мультиплексоры 4.1-4.h. Для достижения поставленной цели в генератор введены формирователи 5, 6 и 7 импульсов, регистры 8 и 9 сдвига, счетчик 10, дешифратор 11, группа сумматоров 12 по модулю два, группа элементов И 13, коммутатор 14 и регистр 15 с образованием новых связей между элементами устройства. 3 ил.