Устройство для формирования псевдослучайных последовательностей Советский патент 1987 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в коит- рольно-иснытательной апнаратуре.

Целью изобретения является расишрснио функциональных возможностей устройства за счет расширения класса формируемых последовательностей.

На фиг. 1 нредставлена структурная схема устройства для формирования несмело- случайных носледовательностей; на фяг. 2 -- функциональная схема генератора псевдослучайных последовательностей; на фиг. 3 - функциональная схема анализирующего блока; на фиг. 4 - функциональная схема блока синхронизации.

Устройство для формирования нсевдослу- чайных носледовательноетей (фиг. 1) содержит шипу 1 «Установка, первый генератор 2 имнульсов, генератор 3 нсевдослу- чайпых носледовательностей. aHa. iii.iHjjyio- ший блок 4, блок 5 сшгхронизацни, втооой генератор 6 н.мнульсов, элемент ИЛИ 7, ;ле- мент 8 задержки и регистр 9. гход первого генератора 2 имну.чьсов сое. ипк Н с первым входом элемента ИЛИ 7 и входом синхронизации регистра 9, установочшяй вход которого соединен с шиной 1 «Усгя- новка, иервы.м входом генератора 3 псеи- /1оелучайн1з1х нос;1едователы1остей и гре 1Ч)НМ входом блока 5 еинхроинзации, которого соединен с вторым входом уле.меч са ИЛИ 7, выход KOTopoi o соединен с входс.м элеме1гга 8 задержки н вторым входом генератора 3 нсевдослучайных ноеледователыюс- тей, выходы которого соединены с соот- вететву101цими входами регистра 9 н соот- вететвуклцими входами груины 1;ходов анализирующего блока 4, нервый и итс)рг)й вьь ход1з1 кото)01 о еоединеи151 соответственно с нервым и вторым входами блока 5 синхронизации, четвертый вход которого соединен с выходом второго генератора 6 ,сов. Выход элемента 8 задержки соеллнен с входом анализирующего б. юка 4.

Генератор 3 псевдослучайных нос;1едова- телыюетей (фиг. 2) содержит N rpyiHi из N блоков 10.I...10.N умножения по модулю L, N блоков 11 сложения но мо дулю L и N рег истров 12.1...12.N. Выхо.чы N блоков 10.1...10.N умножении но модулю L i-й грунны соединены с входами i-ro блока ll.i еложения по модулю l,(i 1, N). Выходы i-ro региетра 12.1 соединены с i-ми блоками 10.1 у.м)1оження по модулю L j-x грунп из N блоков 10.i...lO.N умиожения ио модулю L(j 1,N ). Иы ходы i-ro блока 11.1 еложения по .пю L соединеиы с информа 1иопными входами i-ro региетра 12.i (, 2, ..., N). Установочные входы N региетров 12.i...l2.N соединены между собой и являются нервым входом генератора 3 псевдослучайных noc.ie довательноетей, вторым входом которого являются соединенные между собой входы синхронизации N региетров 12.1...12.N, вы

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ходы N-ro из которых являются выходами генератора 3 пеевдослучайных последо- ватёльноетей.

Анализируюн1,ий блок 4 (фиг. 3) содержит дешифратор 13, элемент НЕ 14, первый 15 и второй 16 элементы И-НЕ, выходы которых являются соответетвенно первым и вторым выходами анализирующего блока 4, входы группы входов которого сое- с входами ден ифратора 13, выход которого еоединеп с нервым входом нервого элемента И-НЕ 15 и входом элемента НЕ 14, выход которого соединен с первы.м входом второго элемента И-НЕ 16, второй вход которого соединен е вторым входом первого элемепта И-НЕ 15 и являетея входом анализирующего блока 4.

Блок 5 синхронизации (фиг. 4) содер- ;,ит элемент И,ЧИ 17, RS-триггер 18, О-триг- с р И) н элеме гг И 20, вьгход которого яв.ляется входом блока 5 синхронизации, первый вход KOTopoi o соединен с S-входом l S-триггера 18, выход которого соединен с информационным входом D-триггера 19, KOTOpoi o соединен с первым входом элемента И 20, второй вход которого является четвертым входом блока 5 синхро- ни.заннн и соединен с входом синхронизации D-тригг ера 19, R-вход которого сое- ;;.и11ен с R-входом RS-триггера 18 и выходом элемента ИЛИ 17, первый вход которого ив.чяется нервы.м входом блока 5 синхронизации, вто|)ой вход которого соединен с вгорым входом элемента ИЛИ 17.

Устройство .гля формирования псевдослу- чайпых последовательностей работает сле- л,ук )П1им образом.

Иеред нача.юм )аботы еигпалом но шине «Установка генератор 3 нсевдос.лучайных 11ос, 1едователы остей устанавливается в одно нз разреп1енных состояний. Запренхенными сосюянпямн д,1я него являются состояния

М, (М-4-1),..., ( 1), гдеМ - степень

11|Л) числа како1Ч)-,:1ибо из N-регистров i2.1...12.N, либо нулевое еостояние всех ре- г исгров 12.1...12.N одновременно. Этим же сигналом регистр 9 устанавливается в одно из состояний О, 1, 2,..., (L -- 1), где 5,мол.. основаиия для блоков генеpai4)pa 3 псевдослучайных последовательностей, причем L М н не является сте- простого чис;1а. Кроме того, этот же снгна.ч поступает на третий вход блока 5 сннхронизации н осуп1.ествляет его начальную установку.

Иостунаюн1ие с выхода первого генератора 2 импульсов сигналы через эле.мент ИЛИ 7 на второй вход генератора 3 нсевдослучайных последовательностей осуществляют переключе1П1е регистров 12.1...12.N последнего, что обеспечивает формирование на |(ыходах генератора 3 псевдослучайных пос- ледовате;1ьпостей М-ричных нсевдосл у чайных носледовательностей. Если на выходах генератора 3 нсевдос;1учай1 ых носледовате. 1ьностей имеется одно из состояний: О, 1, 2,..., (L - 1), то на первом выходе анализирующего блока 4 имеется сигнал ческого нуля и в следующем такте работы устройства L-ричное число с выходов генератора 3 псевдослучайных последовательностей записывается в регистр 9.

Если в каком-либо такте работы на выходах генератора 3 псевдослучайных последовательностей появляется одно из состояний: L, (L + 1), ..., (М - 1), то на первом выходе анализирующего блока 4 имеется сигнал логической единицы, который обеспечивает по заднему фронту импу.чьса С выхода второго генератора 6 импульсов появление импульса на выходе блока 5 синх- ,ии, который проходит через элемент ИЛИ 7 и вызывает переключение регистров 2.1 --12.N блока 3 псевдослучайных последовательностей, не изменяя при этом состояние регистра 9. Импульсы с выхода блока 5 синхронизации поступают через элемент ИЛИ 7 на второй вход генератора 3 псевдослучайных носледовательнос- тей до тех пор, пока на его выходах не появится одно из состояний: О, 1, 2,..., (L - 1). После этого на втором выходе анализируюн1его блока 4 появляется сигнал логической единицы, который устанавливает блок 5 синхронизации в состояние, запрещающее появление на его выходе пм- пульсов синхронизации. Таким образом, устройство формирует псевдослучайные последовательности по модулю L, который не является степенью простого числа.

Генератор 3 псевдослучайных последовательностей формирует L-ричные псевдо слу- чайные числа. Число N регистров 12.1...12.N определяется степенью образующего многочлена

Ф (х) .-х ... + а|Х + Но,

где а, eGF(L).

Число блоков умножения по модулю L в общем случае равно N , причем величина, па которую происходит умножение в соответствующем блоке 10-i умножения, определяется соответствующим i-м элементом сопровождающей матрицы вида Т , где к - произвольное целое число, Т - квадратная матрица порядка N вида

di

Е

io

т

О О

О О

o

5

0

5

Анализируюнц блок 4 дсн 11фр11рует сос- TOHtnie выходов |-енератора 3 псевдос. 1уч;и 1- ных 11с)с. 1едо1 ате.1ьностен с помощью депии - ратора 13 и, в зависимости от сигнала па ei o выходе, пропускает ciirn;.i с выхода э.пемента 8 задержки па cnoii nepLfhiii или BTOpoi i вых() с ио.мощью э.чемеп- тов И-НК 15 и 16.

Б.юк 5 синхронизапи работает с.ю- дующим образом.

Сигнал с Н1ИНЫ 1 «Установка поступает па третий вход блока о сннхроциза- ции и, пройдя элемент ИЛИ 17, устанавливает в начальное ну, 1евое состояние RS-триггер 18 и D-триггер 19 в нулевое состояние. При нояв.ченни на первом входе блока 5 синхронизации едипнчпо Ч) cHi - Ha.:ia с выхода апа.игзирующс 4 RS-Tpiii rep 18 устанавливается в единичное состояние, которое по заднемч фронту импульса с Н1)1хода генератора () пм- ny. ibcoB, iiocTynaioinei o на четворты вход блока 5 синхронизации, переписьщается в D-триггер 19, единичное состояние которого разрен1ает прохождение c/ie.iyiOHinx импульсов чере: э.1емент И 20 на выхо.т блока 5 синхронизации, lloc. ie nocTyii.ic- ПИЯ единичного сигна.к на второй вход блока 5 сннхропи:ип1И1 RS-Tpnri ep 18 и D-триггср 19 устанав.шваютси li нулевое состояние и сигналы с ()Г() 1$х()да блока о С11нхро1П1зации не нроходят па его выход.

5

0

5

0

5

Формула и: опретен11.ч

1. Устройство для формирования нсев- дос,чуча1 |1П)1х нос.чедователыюстей, содержащее первый генератор имну.чьсов. генератор псевдослучайных носледо15ательносте1 1, пишу «Установка, соединенную с нервым вхо.чом генератора псевдослучайных послед;)вате.1ь- постей, отличающееся тем, что, с це, П)1) расти реп и я функциона, возможностей за счет расширенпя к;1асса формируемых последовательностей, в него введены анализирующий блок, б.юк си.нхронизацин, второй генератор импу:1ьсов. э. 1емент И,Ч И, э.е- мент задержки и рсгист|1, вход синхронизации которого соединен с выходом нер- вого гене|)атора имнхмьсов и нервым входом элемента ИЛИ, выход KOTopoix) соединен с вторым Г5ходом генератора псевдослучайных последовательностей и входо.м э, 1е- мента задержки, выход которого соединен с входом анализирующег о б,1ока, вхо.чы I pyn- ны входов которого соединены с соотвег- ствуюнщми выхода: п1 генератора iiceB.ioc.iy- чайных нос. едовате.1ьносте1 1 и входами регистра, а nepBbiii и ш орой выхо.чы с первым и вторым входал соответственно б.-ю- ка синхронизации, г ретнй вхо.т KOTopoi o соединен с «Ус гановка н хстановоч- ным входом нм исгпа. вхо.ч синхронизации

которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока синхронизации, четвертый вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор псевдослучайных последовательностей содержит N регистров, N блоков сложения по модулю L, N групп из N блоков умножения по модулю L, выходы N блоков умножения по модулю L i-й группы соединены с входами i-ro бло- ка сложения по модулю L (i 1, N), выходы i-го регистра соединены с i-ми блоками умножения по модулю L j-x групп из N блоков умножения но модулю L (j 1, N), выходы i-го блока сложения по модулю L соединены с информационными входами i-ro регистра (i 1, 2, ..., N), установочные входы N регистров соединены между собой и являются первым входом геператора псевдослучайных последовательностей, вторым входом которого ЯВЛЯК1ТСЯ

соединенные между собой входы синхронизации N регистров, выходы N-ro из которых являются выходами генератора ii:eB- дослучайных последовательностей.

3.Устройство по н. 1, отличающееся тем, что анализирующий блок содержит дешиф

0

0

ратор, элемент НЕ, первый и второй элементы И-НЕ, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами анализирующего блока, входы группы входов которого соединены с входами дешифратора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-ИЕ и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и является входом анализирующего блока.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок синхронизации содержит элемент ИЛИ, RS-триггер, D-триггер и элемент И, выход которого является выходом блока синхронизации, первый вход которого соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соединен с информационным входом D-триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является четвертым входом блока синхронизации и соединен с входом синхронизации D-триггера, R-вход которого соединен с R-входом RS-триггера и выходом элемента ИЛИ, первый вход которого является первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

Фиг 2

Изобретение относится к имнульсной технике и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет рас1нирения класса формируемых последовательностей. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены анализирующий блок 4, блок 5 синхрониза 1ин, второй генератор 6 импульсов, элемент ИЛИ 7, элемент 8 задержки и регистр 9. Устройство также содержит шину 1 «Установка генератор 2 импульсов, генератор 3 псевдослучайных последовательностей, содержащий N групп из N блоков 10.1...IO.N умножения, N блоков 11 сложения по модулю L и N регистров 12.1...12.N. Функциональные схемы генератора псевдослучайных последовательностей, ана.:|изирующего блока и блока синхронизации нриведены в описании изобретения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л U - О-.... II т Г 11 12 со о со го ю ст,1фп« № (i/2.f U дй/код

От 5л о к all

От блока 8

Фиг.2

От tuuHDi t „ Чет

Фиг.

Составитель Ю. Бурмистров

Редактор И. НиколайчукТехред И. ВересКорректор А. Зимокосов

Заказ 1448/54Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ((ICP по делам изобретений и открытий

1 13035, . Аосква, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое иредприятие. г. Ужгород, ул. Проектная, 4