Устройство для контроля генератора М-последовательностей Советский патент 1986 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля генераторов псевдослучайных последовательностей максимальной длины, применяемых для формирования тестовых воздействий в контрольно-диагностической аппаратуре, для имитации каналов связи в системах передачи и обработки информации, для кодирования информации в устройствах автоматики и телемеханики.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет контроля Ы-последовательностей, по- лучаемьк при изменении структуры обратной связи генератора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для контро- ля генератора М-последовательностей; на фиг.2 и 3 - примеры технической ) реализации блика коммутации.

Устройство для контроля генератора М-последовательностей содержит п-разрядньй регистр 1 сдвига, группу 2 сумматоров по модулю два, включающую сумматоры 2-1, 2-2.,.2-k ( 5: 1 - число дополнительно контролируемых М-последовательностей), блок 3 коммутации,, первый 4р второй 5 и

третий 6 сумматоры по модулю, два, элемент 7 задерлжи, элемент 8р триггер 9, вход 10 начальной установки устройства и вход 11 синхронизации устройства. Па фиг, 1 пр1-1всден конкретный пример выполнения устройства при 11 15 и k 3, Контролируемый генератор М-последовательнос- тей выполнен на 15-разрядном регистре 1 сдвига с сумматором 4 по модулю два в обратной связи, В предлагаемом примере генератор Ы-последовательностей может формироватьэ а схеа контроля контролировать четыре возможных М-последовательности5 образованных обратными связями: цля первой послед,ователь 1ости с 14- и 15-то разрядов, для второй последовательности - с 3-, 12-, 14- и 15-ГО : разядов, для третьей последовательное- tJ с 5-, Ю-,,. 14- и 15-го разрядов, ля четвертой последовательности - с

-, 10-, И, 13-5 14- и 15-го раз-.:

рядов регистра 1 сдвига. При этом выход 15-го (п-го) разряда регистра 1 сдвига соединен с входами сумматоров 4 и 5 по модулю дВа. Первая группа выходов,регистра 1 сдвига, вклю- .чающая выход 14-го разряда, соелетлд

O

5

0

5

на с первой группой входов сумматоров 4 и 6 по мо дулю два. Вторая группа выходов регистра 1 сдвига, вклю- чаютцая выходы 1-, 2-, 4-,, 6-, 7-, 8- и 9--ГО разрядов 5 подключена к первой группе входов сумматора 5 по модулю ,два. Третья группа выходов регистра 1 сдвига, включающая выходы 3- и 12-го, 5- и 10-го, 11- и 13-го разрядов, подключена к входам сумматоров 2-15 2-2 и 2-3 по модулю два группы 2.

Блок 3 ком1 гутации может быть реализован в нескольких вариантах. Первый из них (фиг,2) содержит k сдвоенных переключателей 12-1, 12-2... 12-k. ,

Второй Бариа т реализации блока 3 коммутации (фиг.З) содерлшт k-раз- рядный регистр 13 первую группу элементов И , 14-2. . . 14-kj вторую груп,пу элементов И 15-1, 15-2.,. 15-k5 группу информационных входов .16 и вход Г/ синхронизации.

Устройство работает следующим образом,

В основу конч роля правильности формирования псевдослучайных последовательностей максимальной длины (М-последо1зател:оностей) положено их аддитивно-циклическое свойство: Сумма по моду.шо два циклических сдви-. гов М-последовательностей является циклическим сдвигом той же М-после- до.1зательности. Следовательно, суммирование по модулю два моясно использовать в качестве операции контроля структуры М последовательностей.

.Пусть Z - М-пос ледовательностьJ формируемая иа зыходе сумматора 4 по модулю два D - оператор задерлски на один такт, D - оператор задерш-си на i тактов. CnjTiajiiii на выходах ре- (4,- . г истра 1 СДВИГИ являются задержанными на 1,2,,., п тактов копиями М-пос- ледовательности Z, т.е. D Z, где i 1,2..., п, Ы-последовательность Z молсет быть представлена как сумма по модулю два сигналов обратной связи с соответствующих разрядов регистра 1 сдвига. Для М-последовательностей, формируемых устройством з приведенZ,

0

5

0

0

ном на фиг.1 примере, имеем:

г z,2 D z©D z® Z D Z©D Z©D Z® Z -D Z®IS °Z&

.

Сумматор 5 no модулю два формирует сумму сигналов с выходов всех раз

3

рядов регистра 1 сдвига, кроме тех, KOToubje входят в обратную связь генератора М-последовательности, не считая п-го разряда, т.е. формирует

п-15

сумму S,, 21D Z0Z. Элемент 7 задержi

ки осуществляет задержку на один такт сигнала с выхода сумматора 5,

п-1 ((,

его выходе формируется DS, D z©DZ

. .

ZlD Z. На входы сумматора 6 по

дУлю два поступают сигнал S, с выхода сумматора 5, сигнал DS, с выхода .-{5 элемента 7 задержек и сигналы с выхо-. дов тех разрядов регистра 1 сдвига, .которые входят в обратную связь гене- .ратора М-последовательности, кроме п-гог разряда, т.е. Z®I)Z. На выходе 20 сумматора 6 формируется сумма S ..

S,®DS,®Z® D Z i::D Z®Z- f:D Z©Z©D z

. i i 0..

25

Таким образом, при правильной структуре контролируемой М-последовательности на выходе сумматора 6 устанавливается сигнал логического О. Итак, для осуществления контроля пра- -- ВИЛ1--.НОСТИ формирования М-последовательности необходимо, чтобы к входам сумматора 5 были подключены выходы всех разрядов регистра 1 сдвига, кроме тех, которые заведены на входы 35 сумматора 4, не считая п-го разряда (п-й разряд, хотя и участвует в формировании обратной связи, подключается к входу сумматора 5). К входам сумматора 6 должны быть подключены выходы разрядов регистра 1 сдвига, включенные в цепь обратной связи генератора, кроме п-го разряда.

Рассмотрим работу устройства, коглях 12-1, 12-2, 12-3 выбирается М-пос

ледовательность Z

(, к второй группе

входов сумматора 5 подключаются выходы сумматоров 2-1, 2-2, 2-3, а к второй группе входов сумматоров 4 и б - шина логического О. При включенном переключателе 12-1 и выключен ных переключателях 12-2, 12-3 выбирается М-последовательность Z, при включенном переключателе 12-2 и выключенных переключателях 12-1, 12-3 - М-последовательность Zg, при включенных переключателях 12-2, 12-3 и вык- ;гочениом переключателе 12-1 - М-последовательность Z4. При подаче на вход 11 синхронизации устройства тактовых ш-шульсов на выходах регистра 1 сдвига формируются псевдослучайные сигналы. Сдвиг кода в регистре 1 происходит по заднему фронту (из 1 в 0) тактового импульса.. При правш1ьном формировании М-последовательности на выходе сумматора 6 установлен сигнал логического О, который вызывает на выходе элемента И-НЕ 8 сигнал логической 1. Триггер 9, сброшен-, ный при начальной установке в нулевое состояние, не меняет своего состояния. При сбое генератора М-последовательности на выходе сумматора 6 появляется сигнал логической 1. С приходом следующего тактового импульса на выходе элемента И-НЕ формируется сигнал логического О, которьй устанавливает триггер 9 в единичное состояние. На выход устройства выдается сигнал ошибки.

Если блок 3 коммутации выполнен как показано на фиг.З, то выбор М-последовательности осуществляется путем загрузки управляющего кода в регистр 13. Управляющий код подается на информационные вх,оды 16 и зада блокЗ коммутации выполнен насдво-. писывается в регистр 13 импульсом по

енных переключателях (фиг.2). Перед яачалом работы сигналом по входу 10 начальной установки устройства в регистр 1 сдвига записывается исход - нал кодовая комбинация (напрш-iep, 50 11...1) и обнуляется триггер 9. С по- мош,ыо переключателей 12-1, 12-2... 12-k блока 3 коммутации выбирается одна из возколшых М-последовательностей. Для представленного на фиг.1 5 случая (п 15, k 3) с помощью блока 3 коммутации можно выбрать одну из четырех возможных М-последователь ностей. При выключенных переключате1278850

лях 12-1, 12-2, 12-3 выбирается М-последовательность Z

(, к второй группе

входов сумматора 5 подключаются выходы сумматоров 2-1, 2-2, 2-3, а к второй группе входов сумматоров 4 и б - шина логического О. При включенном переключателе 12-1 и выключен ных переключателях 12-2, 12-3 выбирается М-последовательность Z, при включенном переключателе 12-2 и выключенных переключателях 12-1, 12-3 - М-последовательность Zg, при включенных переключателях 12-2, 12-3 и вык- ;гочениом переключателе 12-1 - М-последовательность Z4. При подаче на вход 11 синхронизации устройства тактовых ш-шульсов на выходах регистра 1 сдвига формируются псевдослучайные сигналы. Сдвиг кода в регистре 1 происходит по заднему фронту (из 1 в 0) тактового импульса.. При правш1ьном формировании М-последовательности на выходе сумматора 6 установлен сигнал логического О, который вызывает на выходе элемента И-НЕ 8 сигнал логической 1. Триггер 9, сброшен-, ный при начальной установке в нулевое состояние, не меняет своего состояния. При сбое генератора М-последовательности на выходе сумматора 6 появляется сигнал логической 1. С приходом следующего тактового импульса на выходе элемента И-НЕ формируется сигнал логического О, которьй устанавливает триггер 9 в единичное состояние. На выход устройства выдается сигнал ошибки.

Если блок 3 коммутации выполнен как показано на фиг.З, то выбор М-последовательности осуществляется путем загрузки управляющего кода в регистр 13. Управляющий код подается на информационные вх,оды 16 и завходу 17 синхронизации. При загрузке в i-й (i 1,2...k) разряд регистра 13 выход сумматора 2-г группы 2 подключается через элемент И 15-i к входу сумматора 5, а при загрузке 1 - через элемент I-f 14-i к входу сумматора 4. Для рассматриваемого примера последовательность Z формируется и контролируется при записи в ре- ; гистр 13 кода 000, Z,- 100, Z - 010, Z - Oil. Такая реализация блока 3 коммутации позволяет в процессе (формирования псевдослучайных сигналов по заданной программе изменять

5

структуру последовательности загрузки управляющих кодов в 13. При этом устройство авчески перестраивается на кон соответствующей М-последоват

Формула .изоб ретения Устройство для контроля генератора М-последовательностей, содержащее первый, второй и третий сумматоры по модулю два, элемент задержки и п-раз- рядный регистр сдвига, информационный вход, входы установки и синхронизации которого соединены соответ- ственно с выходом первого сумматора по.- Модулю два, с входами начальной установки и синхронизации устройства, п-й выход п-разрядного регистра сдвига соединен с входами первого и второго сумматоров по модулю два, пер- 20 выходов блока коммутации соединена

вая группа выходов.п-разрядного регистра сдвига соединена с первыми группами входов первого и третьего сумматоров по модулю два, вторая группа выходов п пазрядного регистра сдвига соединена с первой группой входов второго сумматора по модулю два, вход элемента задержки -соедш-хен с выходом второго сумматора по модулю два и первым входом третьего суммат.ора по модулю два, выход элемента задержки

соединен

ас вторым входом третьего сумматора по модулю два, о т. л и ч ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет контроля М-последовательностей, получаемых при изменении структуры обратной свя:зи генератора, оно .содержит группу из k сумматоров по модулго два (k Э; 1 - число дополнительно контрол1-1руемьк М-последовательностей), блок коммутации элемент И-НЕ и триггер, причем входы сумматоров по модулю два соединены с третьей группой выходов п-раэрядного регистра сдвига., а выходы - с входами блока коммут а.ции, первая группа выходов которого соединена с вторыми группами входов первого и третьего сумматоров по модулю два, вторая группа

25

30

с второй группой входов второго сумматора по модулю два, выход третьего сумматора по модулю два с оед1шен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входом синхронизации устройства, а выход - .с единичным входом, триггера, нулевой вход KoTopoi o соединен с входом начальной установки устройства, а выход является выходом ошибки устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля генераторов псевдослучайных последовательностей максимальной длины с перестраиваемой структурой. Целью.изобретения является расширение функциональных возможностей за счет контроля М-пос- ледовательностей, получаемых при изменении структуры обратных связей генератора. Устройство содержит п-раз- рядный регистр сдвига, первый, второй и третий сумматоры по модулю два, группу из k сумматоров по модулю два (k 5: 1 - число дополнительно контролируемых М-последовательностей), блок коммутации, элемент задержки, элемент И-НЕ и триггер. В основу контроля правильности формирования псевдослучайных последовательностей максимальной длины положено их иддитивно-цикли- ческое свойство: сумма по модулю два циклических сдвигов М-последователь- ности является циклическим сдвигом той же М-последовательности. Устройство обе :печивает контроль любого наперед заданного количества различных М-последовательностей и вьщает сигнал ошибки при наличии сбоя, ведущего к нарушению указанного свойства М-последовательности. 3 ил. сл

Фыг/

Составитель С.Старчихин Редактор Н.Тупица Техред В.Кадар Корректор Е.Рошко

- - - - - - -----„ - - - - - . - - - - ,- - .

Заказ 6839/47 Тираж 671Подписное

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

Фг/г.2

Фиг.З