Генератор псевдослучайных кодов Советский патент 1979 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в качестве генераторов проверочных кодов в установках, ис.пользуюищх различные вероятностные методы обнаружения отказов в цифровых схемах, а также в качестве датчиков, генерирующих двоичные псевдослучайны коды с .гаобым заданным числом единиц, для машинного синтеза контролирующих тестов . Известен генератор псевдослучайных кодов, содержащий триггеры со счетными и установочныгии входами и формиру ющий только равномерно распределенны псевдослучайные коды 1. Наиболее близким по технической сущности к предлоуленному изобретению является генератор псевдослучайных кодов, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепиобратной связи, регистр сдвига, каждый разряд которого содержит трипер, первый, второй и третий элементы И и элемент ИЛИ, а входы которого подключены к выхода м второго и третьего элементов И, первый вход второго э.пемента И соединен с выходом триггера, а второй вход второго элемента И объединен со вторым вхоцом третьего з,лемеЕ-1та И и подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен со вторым входом триггера, а второй вход первого элемента И является входом тактовых импульсов, выход элемента ИЛИ каждого разряда соединен с первыми Бходаг 1л триггера и третьего элемента И последующего разряда 2., Однако этот генератор не позволяет формировать псевдослучайные коды постоянного веса. Цель .изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет формирования псевдослучайных кодов постоянного веса. Для достижения поставленной цели генератор .содержит блок задания веса кода, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ последнего разряда регистра сдвига, а „зыход блока задания веса кода соединен с первы входами триггера и третьего элемента И первого разряда регистра сдвига, разрядные выходы регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи соединены с первыьш входами первых элементов И ка :дого разряда регистра сдвига соответстзенно.

На чертеже изображена функциональная схема генератора.

Генератор состоит из п - разрядного регистра сдвига 1, состоящего из триггеров 2. Единичный выход триггера 2 в i-oM разряде соединен; с входом элемента И 3, выход которого через элемент ИЛИ 4 подключен к информационному входу 5 триггера 2 в (i+l)-oM разряде и к одному входу элемента И 6 также в {1+1)-ом разряде. Нулевые выходы триггеров 7 п-разрядного регистра сдвига 8 с сумматором по модулю два соединен в каждом разряде с инверсным входом элемента И 6, а также с входом элемента И 3 и с одним входом элемента И 9, второй вход которого подсоединен к шине тактовых сигналов 10, а выход подключен к тактовому входу 11 триггера 2. Выход элемента И 6 соединен с входом элемента ИЛИ 4. Выход элемента ИЛИ 4 последнего разряда через блок задания веса кода 12 соединен с ВХОДОМ;. 5 триггера 2 в первом разряде и с одним входом элемента И 6 в этом же разряде. К входам блока 12 подключены шины 13 и 14 задания веса кода.

Работу генератора рассмотрим на примере для .

Перед началом работы устанав;1ивается вес кода. Для этого по шике задания веса кода 13 последовательно поступают единицы в количестве равным заданному весу кода Р. При этом на регистр сдвига 8 с cyKiiviaTopoM по модулю два в цепи обратной связтактовые импульсы не подаются и регистр 8 сохраняет исходное (нулевое) состояние. До тех пор, пока все триггеры 7 регистра 8 остаются в нулевом состоянии, сигнал с единичного выхода триггера 2 в любом разряде проходит через элементы И 3 и ИЛИ 4 на информационный вход 5 триггера 2 следующего разряда. В момент действия тактового сигнала, поступающего на входы 11 всех триггеров 2, происходит за-пись в триггер 2 (i+l)-ro разряда информации с выхода триггера 2 i-ro разряда. Таким образом, поступающие по шине 13 единицы сдвигаются в регистре 1 обычным образом и заполняют первые Р разрядов рех истра 1 .

После задания веса тактовые сигналы подаются на регистр 8. В регистре 8 формируется псевдослучайная последовательность нулей и единиц.

Процесс формирования кодовых комбинаций в регистре 1 протекает следующим образом. Например, в данном такте в регистре находится код 0110, а в предьщущем такте на регистре 1 была сформирована кодовая комбинация 1100 В этом случае нулевым сигналом с нулевого выхода триггеров второго и

третьего разрядов будут закрыты элеметы И Э в соответствующих разрядах, поэтому тактовые сигналы 10 не пройдут на входы 11 триггеров 2 во втором и третьем разрядах и эти триггеры сохранят свое состояние. В то же время единичный сигнал с единичного выхода триггера 2 первого разряда проходи через элементы И 3, ИЛИ 4 в первом разряде и через открытый нулевым сигналом с вглхода триггеров 17 элемен И б второго разряда поступает далее через элемент ИЛИ 4 второго разряда и открытый нулевьгм сигналом с выхода триггера 7 третьего разряда элемент И 6 через элемент ИЛИ 7 на вход 5 триггера 2 четвертого разряда. Через элемент И б четвертого разряда рассматриваемый сигнал не проходит, так как он закрыт единичным сигналом с выхода триггера 7 четвертого разряда. Ьа вход 5 триггера 2 первого разряда действет нулевой сигнал с выхода триггер-а 2 четвертого разряда. В момент действия тактового сигнала 10 произойдет запись единицы в четверТсий тр:-1ггер 2 и нуля в первый триггер 2. В результате на регистре 1 формируется код 0101.

Тй.ким образом, при сдвиге разряды кода перепрыгивают через триггеры

единицагли в соот отмеченные

ветствующих разрядах регистра 8. Отм-ачен ые триггеры 2 сохраняют прежнее состояние. При этом количество ejanHHU в коде на регистре 1 остается неизменны;-.

Поскольку последовательность нулей и единиц на выходах регистра 8, которая уг;равляет сдвигом кода в регистре 1, представляет собой псевдослучайную последовательность (с равными вероятО

) , то

нocтя м появления

и

перемешивание единиц в регистре 1 будет происходить в случайном порядке и на выходах будут формироваться псевдослучайные кодовые комбинации постоянного веса, причем математическое

1

в двоичной

ожидание появления

последовательности на выходе любого разрада регистра 1 будет равно величне -рг Р - вес кода, an- число разрядов регистра 1.

Вес кодов, формируемых на регистре 1 можно изменять без остановки, в процессе работы устройства с помощью блока задания веса кода 12. Для этого необходимое число импульсов {единиц) подается на вход блока 12 по шине 13 в случае i вeличeния веса или по шине 14 в случае уменьшения веса генерируемых кодов.

Генератор может быть использован в качестве датчика входных наборов в системах автоматического синтеза тестов для сложных логических схем. При этом в ряде методов поиска контролирующих тестов такие свойства, ка