Генератор псевдослучайной двоичной последовательности Советский патент 1986 года по МПК H03K3/84 

ГО Oi

to

Ю

; Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах со сложными дискретно-кодированными сигналами.

Цель изобретения - повьшение функциональной надежности. I На чертеже изображена функциональная схема генератора псевдослучайной двоичной последовательности.

Генератор псевдослучайной двоичной последовательности содержит первый 1 , второй 2 , третий 3 и четвертый 4 триггеры, первый 5, второй 6 и третий 7 элементы ИЛИ, первьй 8 и второй 9 элементы И и переключатель 10, первый и второй входы которого подключены к шинам логических 1 и О.

Генератор псевдослучайной двоичной последовательности работает следующим образом.

В слзгчае, когда переключатель 10 соединен с шиной логического О, выходы элементов И 8 и 9 оказьшаются в состоянии О, независимо от того, какие потенциалы присутствуют на других их входах. Поскольку выходы элементов И 8 и 9 соединены с входами элементов ИЛИ 6 и 7, на выходе последних с каждым тактовым импульсом появляются те же самые потенциалы, что и на прямых выходах триггеров 1 и 3. Триггеры 2-4 при этом работают как регистр сдвига, а триггер 1, оба входа которого подключены к прямому выходу триггера 4, работает в счетном режиме. При этом все устройство есть генератор М-последова тельности значности N 15.

еостояния прямых выходов триггеров 1-4, изменяющиеся с частотой следования тактовых импульсов, представлены в тал.1.

Таблица

niJ((. nut; 1 МПп . 1

:..

Состояния генератора М-последовательности периодически (с периодом 15 тактов) повторяются.

В случае, когда переключатель 10 соединен с шиной логической 1, если принять состояние прямьпс выходов триггеров 1 - 4 - 11.11 за исходное, первые одиннадцать тактов (с нулевого по десятый) устройство работает как генератор М-последовательности в соответствии с табл.1. По приходу одиннадцатого тактового импульса устанавливается состояние прямых выходов триггеров 000.

Поскольку инверсные выходы триггеров 1 - 3 оказываются при этом в состоянии 1II, на выходе элемента И 9 появляется 1, которая через элемент ИЛИ 6 поступает на прямой вход второго триггера 2. Вследствие этого со следующим тактовым импульсом прямой выход второго триггера 2 устанавливается в 1, а не в О, .как в случае генерации М-последовательности.

Таким образом, вслед за состоянием 0001 следует 1100, и поскольку входы элемента И 8 соединены с прямыми выходами триггеров 1 и 2 и иняверсными выходами триггеров 3 и 4, на выходе элементов И 8 появляется 1, которая через элемент ИЛИ 7 по тупает на прямой вход четвертого триггера 4. По фронту очередного та тового импульса 1 переписывается на его прямой выход, и вслед за сос тоянием 1100 возникает 1111, после чего цикл работы устройства повторя ется. В табл.2 представлены состояния генератора, который в этом случае формирует последовательность Баркер на выходе элемента ИЛИ 5. Таблица 2 Так как устройство содержит четыре, триггера, всего возможны 2 16 его состояний. Основной цикл состояний, представленный в табл.2, содержйт тринадцать вершин и соответствует значности последовательности Баркера. Три С.ОСТОЯНИЯ, а именно GOOD, 014 1000, , лежат вне основного цикла. Рассмотрим поведение устройства, если при сбое он случайно окажется в одном из них. Детекторы, выполненные- на элементах И 8 и 9, настроены на комбинации состояний прямых выходов триггеров 1100 и 000 X соответственно, где ciwiвол X обозначает безразличное состояние триггера 4. При этом состояние 0000 триггеров 1-4 приводит к появлению на выходе элемента И 9 логической 1, которая через элемент ИШ-1 6 пост-упает на вход второго триггера 2 и со следующим тактовым импульсом передается на его выход. Таким образом, за состоянием 0000 следует состояние 0100, лежащее в основном цикле (табл.2). Следовательно, элемент И 8 не только реализует переход 0001- 1 100, необходимый для формирования последовательности Баркера, но и одновременно служит для устранения нуль-цикла устройства. Два других состояния 1000, вне цикла не детектируются элементами И 8 и 9. Следовательно, если устройство окажется в одном из них, то далее будут осуществляться переходы 1000.--ПОО, 1110 -1111 в соответствии с табл. I, как в случае генерации М-последовательности. Таким образом, в случае сбоя в работе устройство возвращается в нормальный режим работы за один такт. Формула изобретения Генератор псевдослучайной двоичной последовательности, содержащий четыре триггера, первый и второй элементы И, первый элемент ИЛИ, выход которого является выходом устройства, и переключатель, первый вход которого подключен к шине источника логической 1, входы синхронизации всех . триггеров объединены, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с первым и вторым входами первого элемента И, инверсные выходы первого, второго и третьего триггеров подключены к первому, второму и третьему входам второго элемента И, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены второй и третий элементы ИЛИ, выходы которых соединены

с входами установки в 1 соответственно второго и четвертого триггеров прямые выходы первого и третьего триггеров подключены к первым входам соответственно второго и третьего элементов ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ объединен с первым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу первого элемента И, третий вход которого объединен с третьим входом второго элемента И и входом установки в О четвертого триггера, прямой выход которого подключен к входам установки первого триггера и второму входу первого элемента И.ПИ, инверсный выход четвертого триггера

627016

соединен с чстряртым входом первого элемента И, пятый вход которого объединен с четвертым входом второго элемента И и подключен к выходу переклю5 чателя, второй вход которого соединен с шиной источника логического

О , входы синхронизации триггеров подключены к входу синхронизации устройства, выход второго элемента И 10 соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, инверсный выход первого триггера подключен к входу.установки в О второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с 15 входами установки соответственно в I и в О третьего триггера.

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование в системах со сложными дискретно-кодированными сигналами позволяет повысить надежность функционирования. Генератор псевдослучайной двоичной последовательности содержит четыре триггера, элемент ИЛИ, два элемента И и переключатель. Введение еще двух элементов ИЛИ обеспечивает в случае сбоя при формировании последовательности Баркера возвращение в нормальный режим работь за один такт. I ил, 2 табл. (О