Устройство для формирования псевдослучайных чисел Советский патент 1986 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - повьшение надежности формирования псевдослучайных чисел. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для формирования псевдослучайных чисел; на фиг.2 схема блока сумматоров по модулю два на фиг. 3 - структурная схема алгоритма работы блока управления на фиг. 4 - временные диаграммы работы блока управления. Устройство для формирования псевдослучайных чисел (фиг. 1) содержит блок 1 управления, первьм блок 2 срав нения, первьй регистр 3, первый: блок сумматоров по модулю два, первый ге.нератор 5 псевдослучайных чисел, пер вьй 6 и второй 7 мультиплексоры, вто рой блок 8 сравнения, второй регистр 9, третий мультиплексор 10, второй блок 11 сумматоров по модулю два, второй генератор 12 псевдослу4aiiHbix чисел, четвертый мультиплексор 13, пятый мультиплексор 14., шины Уста 1овка 15, Пуск 16 и Такт 17 первую 18 и вторую 19 входны.х шин. Ши1-ш1 Установка 15, Пуск 16 и Такт 17 являются соответственно первым, вторым и третьим входами бло ка 1 управления, четвертый вход кото рого соединен с выходом первого блока 2 сравнения, первая группа входов которого соединена с соответствующими выходами первого регистра 3, вход которого соединен с первым выходом блока упр.авления. Входы первого блока 4 сумматоров по модугао два соединены с соответствующими входами второй группы входов первого блока 2 сравнения и cooTBeTCTByroinHNOi выходами первой группы выходов первого генератора 5 псевдослучайных чисел. первьй и второй входы которого соеди нены соответственно с вторым и треть им выходами блока 1 управления. Перная группа выходов второго генератора Г2 псевдослучайных чисел соединена с первой группой входов второго блока 8 сравнения.и соответствующими входами второго блока 11сумматоров по модулю два, выходы которого соеди нены с соответствующими входами первой группы входов третьего мульти- ,плексора 10,, выходы которого соедине Ны с соответствующими установочными входами второго регистра 9, 12 Выходы регистра 9 соединены с второй группой входов второго блока 8 сравнения, выход которого соединен с пятым входом блока 1 управления, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с первым и вто рым входами второго генератора 12 псевдослучайных чисел. Вторая группа выходов последнего соединена с первой группой входов пятого мультиплексора 14 и первой группой входов второго мультиплексора 7, выходы которого соединены с соответствующими установочными входами первого генератора 5 псевдослучайных чисел, вторая группа выходов которого соединена с второй группой входов пятого мультиплексора 14 и первой группой входов четвертого мультиплексора 13. Выходы мультиплексора 13 соединены с соответствующими установочными входами второго генератора 12 псевдослучайных чисел, а вторая группа входов - с второй группой входов второго мультиплексора 7 и соответствующими шинами первой группы 18 входных ШШ1. Шины второй группы i 9 входных шин соединены с соответствующими входами первой группы входов первого мультиплексора 6 и соответствующими входами второй группы входов третьего мультиплексора 10, третья группа входов которого -соединена с первой группой выходов блока 1 управления, вторая, третья, четвертая и пятая группы выходов которого соединены соответственно с третьей группой входов четвертого мультиплексора 13, третьей группой входов пятого мультиплексора 14, третьей группой входов второго мультиплексора 7 и второй группой входов первого мультиплексора б, выходы которого соединены с соответствующими установочными входами первого регистра 3, а входы третьей группы входов - с соответствующими выходами первого блока 4 сумматоров по модулю два. Шестой выход блока 1 управления соединен с входом второго регистра 9. Блок 4 (1) сумматоров по модулю два (фиг. 2) содержит группу переключателей 20 игруппу сумматоров 21 по модулю два, выходы которых являются выходами блока 4 (11) сумматоров по модулю два и соединены с coofseTствующими входами переключателей 20 группы, выходы соответствующих пере3ключателей которой соединены с первы ми входами соответствующих сумматоров 21 по модулю два группы, вторые входы сумматоров по модулю два которой являются входами блока 4 (И) сумматоров по модулю два и соединены с соответствующими входами переключателей 20 группы переключателей Блок 1 управления вьтолнен микропро гр аммным. Устройство работает следующим образом. По сигналу (фиг. 4 о ) на шине Ус тановка 15 блок 1 управления вьщает на вторую группу входов первого мультиплексора 6, третью группу входов второго мультиплексора 7, третью группу входов третьего мультиплексора 10 и третью группу входов четвертого мультиплексора 13 управляющие коды А(1), Б(2), В() и Г(2) соответственно (фиг. 4 г. , Ч , е ,, которые обеспечивают передачу кодов с первой 18 и второй 19 групп входных шин устройства через второй 7, четвертый 13, первьм 6 и третий 10 мультиплексоры соответственно на установочные входы первого 5 и второго 12 генераторов псевдослучайных чи сел и первого 3 и второго 9 регистров. Эти коды по сигналам с первого (Y1), третьего (Y3), шестого (Y4) и пятого (Y6) выходов блока 1 управления (фиг. 4и , л , м ,h) заносятся со ответственно в первый регистр 3, пер вьй генератор 5 псевдослучайных чисел, второй регистр 9 и второй генератор 12 псевдослучайных чисел, т.е в них заносятся соответственно коды к.а1.. - начальное состояние генераторов 5 и 12 псевдослучайных чисел: „., - их состояние в (и+2)-й такт работы, если их начальное состояние , т.е. - это состояния, которые они дол жны принять через два такта, если их исходное состояние было После того, как генераторы 5 и 12 псевдослучайных чисел установлены в исходное состояние, на вторых группах их выходов появляется код , а на первых группах их выходов - код . Генератор 5 псевдослучайных чисел, первьй блок 4 сумматоров по модулю два и генератор 12 псевдослучайных чисел, второй блок 11 сумматоров по модулю два соединены попарно между собой так, что, если на пер 414 вой группе выходов генераторов 5 и 12 псевдослуча шых чисел появляется код , то на выходах блоков 4 и 11 сумматоров по модулю два - код Следовательно, в устройстве в один и тот же такт формируется три т-разрядпых псевдослучайных числа 4к+1 « , В это же время блок 1 управления формирует сигнал Д(1), а затем Д(2) (фиг. 4 ). При этом на третьей группе его выходов должен появляться код -о противном случае занесение кода не состоится). Это - исходное состояние устройства, для которого k О (блоки 2-4, фиг. 3). По сигналу пуска на шине Пуск 16 под действиен тактовых сигналов (фиг ,46 II 5 соответственно), поступающих на третий вход блока 1 управления, последний вырабатьшает сигналы на своих втором и четвертом выходах (сигналы Y2 и Y5 соответственно). Под действием этих сигналов (фиг. 4 к ич) генераторы 5 и 12 псевдослучайных чисел каждьш раз переходят из i-ro в новое, (i+l)-e, состояние (где k 1,2,...). Следовательно, новые коды ё (k 1,2,...) иё (k t I- N 1,2,...) появляются на входах и выходах первого 4 и второго 11 блоков сумматоров по модулю два, если сбоев в работе генераторов 5 и 12 псевдослучайных чисел нет. При этом код на вторых группах выходов генераторов 5 и 12 псевдослучайных чисел через два такта должен стать таким, каким он является на выходах блоков 4 и 11 сумматоров по модулю два соответственно в данном такте. Первьй 2 и второй 8 блоки сравнения в каждом такте осуществляют проверку на равенство кодов с выходов . генераторов 5 и 12 псевдослучайных чисел с кодами с выходов первого 3 и второго 9 регистров соответственно, формируя на своих выходах сигналы, подаваемые на четвертый и пятыйвходы бЛока 1 управления (фиг. 4 Р ,с сигналы XI и Х2 соответственно). Если эти сигналы отражают равенство кодов, то блок 1 управления вырабатывает сигнал, например Д 1 (фиг.47), и на выход устройства проходит новое псевдослучайное число. Одновременно вырабатьшаются сигналы А(2), Y1, В(2) и Y4, под действием которых в первьй 3 и второй 9 регистры записываются коды следующих по порядку псевдослучайных чисел с выходов первого 4 и второго 11 блоков сумматоров по модулю два соответственно.Далее, если на вход устройства не поступает сигнал .установки по шине Ус тановка 15, блок 1 управления вырабатывает сигналы Y2 и такты работы устройства повторяются (фиг, 3, блоки 5-8, 10 и 15). Если в каком-либо генераторе псев дослучайных чисел, например в генераторе 5, возникает сбой, то код на выходе первого регистра 3 не совпадает в данном такте с кодом, оформироваш-1ь1м на первой группе выходов ге нератора 5 псевдослучайных чисел,При этом значение сигналов на выходах первого 2 и второго 8 блоков сравнения (XI и Х2 соответственно) не совпадают, Блок 1 управления в этом слу чае вырабатывает сигналы Б(1), Y3 и сигнал на выходе 22 (фиг, 4т),сигнализирующий о напичии сбоя в генерато ре 5 псевдослучайных чисел, Датее блок 1 формирует сигналы Д(1), А(2) Y1, В(2) и Y4,, обеспечивающие занесение кодов в регистры 3 и 9, Затем блок 1 управления вырабатывает сигна лы 2иУ5 и процедура повторяется до появления сигналов, равных нулю, на выходах 22 и 23 блока 1 управлени (фиг,4т ,v) и блоков 9,11-14 (фиг,3) Таким, образом, на выходе устройства формируется истинное псевдослучайное 35 число, если сбой происходит в какомлибо из двух генераторов 5 и 12 псевдослучайных чисел неодновременно, В случае сбоя в обоих генераторах псевдослучайных чисел блок I управления останавливает работу устройства под действием одинаковых, указывающих на сбой, значений сигналов XI и Х2 на выходах первого 2 и второго 8 блоков сравнения, Формула изобретения 1 , Устройство для формирова.ния псевдослучайных чисел, содержащее блок управления, шины Установка, Пуск и Такт, являющиеся соответственно первым, вторым и третьим вхо дами блока управления, четвертый вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами первого регистра, вход которого соед нен с первым выходом блока управления, первьй блок сумматоров по модулю два, входы которого соединены с входами второй группы входов первого блока сравнения и первой группой выходов первого генератора псевдослучайных чисел, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности формирования пс€5вдослучайных чисел, в него введены первый, второй, третий, четвертый и пятьш мультиплексоры, второй блок сравнения, второй регистр, первая и вторая группы входных шин, второй блок сумматоров по модулю два, второй генератор псевдослучайных чисел, первая группа вьгходов которого соединена с первой группой входов второго блока сравнения и входами второго блока сумматоров по модулю .два, выходы которого соединены с входами первой группы входов третьего мультиплексора, выходы которого соединены с установочнымивходами второго регистра, выходы которого соединены с второй группой входов второго блока сравнения, выход которого соединен с пятым входом блока управления, четвертьй и пятьй выходы которого соединены соответственно с первым и вторьм входами второго генератора псевдослучайных чисел, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов пятого мультиплексора и первой группой входов второго мультиплексора, выходы которого соединены с установочными входами первого генератора псевдослучайных чисел, вторая группа выходов которого соединена с второй группой входов пятого мультиплексора и первой-группой входов четвертого мультиплексора, выходы которого соединены с установочными входами второго генератора псевдослучайных чисел, а вторая группа входов - с второй группой входов второго мультиплексора и первой группой входных шин, вторая группа входных шин соединена с первой группой . входов первого мультиплексора и второй группой входов третьего мультиплексора, третья группа входов которого соединена с первой.группой вы-: ходов блока управления, вторая, тре- , тья, четвертая и пятая группы выходов которого соединены соответственно с третьей группой входов четвертого мультиплексора, третьей группой входов пятого мультиплексор а, третьей группой входов второго мультиплексора и второй группой входов пер вого мультиплексора, выходы которого соединены с установочными входами первого регистра, а третья группа входов - с выходами первого блока сумматоров по модулю два, шестой выход блока управления соединен с входом второго регистра. 2. Устройство по п. 1,отлиа ю щ е е с я тем, что блок сумматоров по модулю два содержит группу переключателей и группу сумматоров по модулю два, выходы которых являются выходами блока сумматоров по модулю два и соединены с соответствующими входами переключателей группы, выходы соответствующих переключателей которой соединены с первыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы, вторые входы сумматоров по модулю два которой являются входами блока сумматоров по модулю два и соединены с соответствующими входами переключателей группы переключателей.

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения яв.ляется повьппение надежности формиУстановка рования псевдослучайных чисел. Для достижения цели в устройство введены мультиплексоры 6, 7, 10, 13, 14, блок 8 сравнения, регистр 9, блок 11 сумматоров по модулю два и генератор 12 псевдослучайных чисел. Оно также содержит блок 1 управления, блок 2 сравнения, регистр 3, блок 4 сумматоров по модулю два, генератор 5 псевдослучайных чисел. При использовании данного устройства в качестве генератора задающих сигналов в системе испытаний на случайные воздействия повышается достоверность результатов испытаний и сокращается время испытаний. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. о (Л

fff