Генератор случайных сочетаний Советский патент 1992 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения специализированных вычислительных устройств, предназначенных для автоматизированного решения задач конструирования радиоэлектроной и электронно- вычислительной аппаратуры,

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже приведена структурная схема генератора.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 случайных кодов, группы 3 элементов И, первый регистр 4 памяти, группу 5 дешифраторов, матрицу 6 элементов И, группу 7 элементов ИЛИ, второй регистр 8 памяти, блок 9 для перебора сочетаний, формирователь 10 импульсов, элемент ИЛИ 11, вход 12 установки начального состояния.

Принцип работы генератора состоит в следующем. Генератор 2 формирует случайные двоичные коды в диапазоне (0,..2т-1).

Блок 9 задает верхний индекс в Сап, т.е. индекс I. В то же время нижний индекс 2 уже определен числом л, ограничивающим число разрядов генератора 2. Поэтому в блоке 9 нужно предусмотреть автоматическое ограничение числа его разрядов на уровне 2П. Это обеспечивается регистром 8 и формирователем 10. Для этого в регистр 8 нужнопервоначальнозаписатьсоответствующую комбинацию нулей и единиц.

Дешифраторы группы 5 обеспечивают возбуждение по одному выходу в каждом дешифраторе и номера этих выходов все будут разные, если в сочетании участвует максимальное число разрядов 2т. Если регистром 4 подключаются не все m генератора 2, а на f меньше (, т-1), то возбуждаться будут одинаковые выходы у2г подгрупп дешифраторов, но у каждой подгруппы дешифраторов все возбужденные выходы будут разные. В этом как раз и состоит главный принцип работы генератора.

С

sseps

ю

Обеспечивается это подключением выходов элементов И группы 3 к информационным входам дешифраторов 5 в соответствии со структурой отраженного двоичного кодз. Сущность такого подключения состоит в следующем.

Все выходы генератора 2 и соответственно элементов И группы 3 нумеруются в порядке возрастания. При этом прямые выходы получают нечетные номера, а инверсные - четные. Затем выписываются m-разные комбинации прямых и инверсных выходов генератора 2 в виде возрастающей последовательности двоичных чисеп. При этом вес разрядов увеличивается справа налево и в разряд записывается 1, если он соответствует одному из выходов генератора 2, и О - если прямому выходу. Другими словами, это будет последовательность кодов, снимаемых с соответствующих комбинаций из m прямых и инверсных выходов генератора 2 при условии, что все его разряды находятся в нулевом состоянии. После этого полученную последовательность нужно переставить так, чтобы получилась возражающая последовательность двоичных чисел, но веса разрядов возрастали бы слева направо. После выполнения такой операции получим отраженные двоичные коды (т.е. зеркально симметричные относительно исходных). Переведя эти коды в соответствующие номера прямых и инверсных выходов генератора 2, получим комбинацию номеров тех выходов элементов И группы 3, которые должны быть соединены с информационными входами соответствующих дешифраторов, При этом номер отраженного кода в последовательности определяет номер дешифратора.

Описанную процедуру определения порядка выходов элементов И группы 3 к входам дешифраторов группы 5 проиллюстрируем для случая m 3, соответствующего приведенному на чертеже. Результаты выполнения этой процедуры представлены в виде таблицы 1, в которой в первом столбце расположены коды двоичных чисел (исходные), у которых вес разрядов увеличивается справа налево;во втором столбце расположены отраженные двоичные коды, в третьем столбце - номера элементов И группы 3; в четвертом столбце - номера дешифраторов.

Анализируя столбец 3 приведенной таблицы, можно заметить, что при подключении к входам дешифратора 5 только двух разрядов генератора 2 в первой и во второй четверках дешифраторов будут возбуждаться одинаковые выходы, так как на выходах 5 и 6 элементов И группы 3 будут нулевые

потенциалы. Эго означает, ч го в генерации случайных сочетаний будут принимать участие дешифраторы 1, 2, 3, 4.

Генератор работает следующим образом.

Пусть необходимо формировать случайные сочетания С в- Тогда в регистр 4 нужно записать три единицы, т.е. код 111, в регистр 8 нужно записать комбинацию

0 11100000 и переписать ее в блок 9 перебора сочетания. Предположим, что генератор 2 сформировал случайный код 110. Тогда соответствие между номерами дешифраторов и номерами их выходов будет задаваться

5 таблицей 2 (первая и вторая строки).

Допустим, что в блоке 9 установилось сочетание 00010011. Тогда произойдет совпадение единиц на элементах /16/ц, И6з2, Иб57. Поэтому единицы появятся нэ выходах

0 элементов ИЛИ7з, 74, 7s, т.е. сформируется сочетание 00111000. Если генератор 2 сформирует случайный код 100, а блок 9 останется в прежнем состоянии, то будут возбуждены выходы разрядов дешифрато5 ров, соответствующие третьей строке приведенной таблицы, а на выходах элементов ИЛИ группы 6 появится сочетание 11001000 и т.д.

Формула изобретения

0 Генератор случайных сочетаний, содержащий генератор тактовых импульсов, генератор случайных кодов, элемент ИЛИ, группу элементов И и первый регистр памяти отличаю щ и и с я тем, что, с целью

5 повышения быстродействия, в него дополнительно введены матрица элементов И, группа элементов ИЛИ, блок для перебора сочетаний, второй регистр памяти, формирователь импульсов и группа дешифрато0 ров, причем информационные входы каждого дешифратора группы соединены с соответствующими выходами элементов И группы, выходы j-ro дешифратора (j 1, 2,..., 2m, m -число разрядов генератора случай5 ных кодов) соединены с первыми входами соответствующих элементов И j-й строки матрицы, вторые входы элементов И к-го столбца k 1, 2,,.., 2m матрицы соединены с к-м выходом блока для перебора сочета0 ний, выходы элементов И j-й строки матрицы соединены с соответствующими входами j-ro элемента ИЛИ группы, выход второго регистра памяти соединен с входом задания числа импульсов блока для перебора соче5 такий, выход окончания цикла формирова ния сочетаний которого через формирователь импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в игольное состояние блока для перебора сочетаний,

вход запуска которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом опроса генератора случайных кодов, прямом и инверсный выходы 1-го 1 1, 2т

разряда которого соединены соответственно с первыми входами ()-го и 2 i-ro элементов И группы, вторые входы которых соединены с -м выходом первого регистра памяти, вход разрешения считывания которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и является входом установки в начальное состояние генератора.

Таблица 1

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Генератор содержит генератор тактовых импульсов, генератор случайных кодов, группу элементов И, регистр памяти, группу дешифраторов, матрицу элементов И, группу элементов ИЛИ, регистр памяти, блок перебора сочетаний, формирователь импульсов, элемент ИЛИ вход установки начального состояния. 1 ил., 2табл,

Таблица 2