Генератор случайных кодов Советский патент 1980 года по МПК G06F1/02 G07C15/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может применяться для моделирован каналов связи и устройств обработки информа ции. Известен генератор случайных одноразрядны двоичных кодов, содержащий источник широкополосного шума, усилитель-ограничитель, ключевые и пороговые схемы, преобразователь длительности временного интервала, расширител импульсов, триггер. Это устройство позволяет улучшить равновероятность чередования нулей и единиц на выходе генератора 1. Однако устройство не позволяет получать случайные коды с заданными свойствами, что существенно ограничивает применение данного генератора. Известен также генератор случайных сигналов, содержащий генератор «случайной последовательности импульсов, элемент задержки, два элемента И, два инвертора. Такой генератор позволяет формировать прямой и инверсный потоки импульсов с задержкой 21. Однако он не обеспечивает формирование равновероятной последовательности нулей и единиц с малой погрешностью 12. Наиболее близко к предлагаемому устройство, содержащее генератор случайных импульсов пуассоновского потока, линию задержки, два триггера, две схемы И. Линия задержки реализует сдвиг между пуассоновским потоком, подающимся на один из входов схемы И, н потоком, используемым для стробировання схемы И. За счет зтого повышается стабильность устройства при формировании равномерно распределенных случайных чисел, обеспечивающая высокое быстродействие при методической погрешности, равной нулю 13. Недостатком этого устройства являаотся ограничениые функциональные возможности, на позволяющие получать класс двоичных нормальных кодов р-чисел Фибоначчи. Цель изобретения - расишрение функциональных возможностей за счет моделирования нормальных р-чисел Фибоначчи. Для достижения поставленной цели в известный генератор случайных кодов, содержащий

генератор пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И н через первый элемент задержки - с единичным входом первого триггера, выход которого соедииен со вторым входом первого элемента И выход которого соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом первого триггера, с первым входом второго элемента И и подключен ко входу

считывания генератора, а выход второго триггера соединен со вторым входом второго элемента И, введены второй элемент задержки, третий и четвертый триггеры, элемент ИЛИ и третий элемент И,первый, второй и третий

входы которого соединены соответственно с выходами второго элемента И, третьего и четвертого триггера, нулевой вход которого является входом Стоп генератора, а единичный вход четвертого триггера является входом

Пуск генератора и соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И и является выходом генератора, а выход элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента задержки, и с единичным входом третьего триггера, иулевой вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, второй вход которого подключен ко входу считывания генератора.

р-Числа Фибоначчи Ср ( в ) при заданном целом р О задаются следующим реккурентным соотношением О при € о

МрСе)- А приело

(( В частности, при формула описывает двоичный ряд с весами 2, 2, ... 2. В нормальной форме при заданном целом р О в двоичном изображении любого натурального числа в двоичной р-системе счисления после каждой единицы следует не менее р нулей, а в последовательности, генерируемой известным устройством, такое условие не соблюдается.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Схема состоит из генератора 1 пуассоновского потока импульсов соединенного через элемент 2 задержки со входом триггера 3 и первым входом элемента 4 И. выход которого соединяется с едини плм входом триггера 5. Выход триггера 3 подключен ко второму входу элемента 4 И, На единичный вход трштеpa 3, вход элемента 6 И, нулевой вход триггера 5, а также на второй вход элемента 8 задержки заведена шина 7 считывания. Выход триггера 5 соединен со вторым входом элемента 6 И, выход которого соедииен с первым входом элемента 9 И. На единичный вход триггера 10 и второй вход элемента 11 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента 8 задержки и нулевым входом триггера 12, выход которого соединен с третьим входом элемента 9 И, подана шина 13 Пуск Шина 14 останова подключена к нулевому входу триггера 10. Шина 15 является выходом генератора.

Генератор работает следующим образом.

После подачи импульса с пшны 13 Пуск триггер 10 устанавливается в единичное состояние и на третьем входе элемента 9 И возникает единичный потенциал, что обеспечивает разрешение на прохождение импульсов на шину 15 выхода. Кроме этого импульс запуска поступает на вход элемента 11 ИЛИ, который устанавливает триггер 12 и D-триггеры, входящие в элемент 8 задержки, в нулевое состояние. Сигнал считывания с шины 7, поступающий с периодом Т, устанавливает в единичное состояние триггер 3, который открывает элемент 4 И. В положение О триггер 3 устанавливается с выхода элемента 2 задержки. Если за случайное время стробирования на вход элемента 4 И подается один или более импульсов с выхода генератора 1, в триггере 5 устанавливается Г , которая считывается при помощи элемента 6 И сигналом считывания. Этим же сигналом триггер 5 устанавливается в О. В случае, если элемент 4 И не срабатывает, сигнал считывания на выход не проходит что соответствует появлению О. Так как на выходе триггера 12 установлен О, то на выходе элемента 9 И, и соответственно на , что соЬтвет15 выхода, присутствует не ствует О

Г| в младщем разряде кода. Через р

тактов прохождения сигнала считывания элемент 8 задержки переводит триггер 12 в единичное состояние. Если на выходе элемента 6 И присутствует О, то состояние на выходе элемента 9 И, соответствующее очередному разряду кода, будет нулевым. Если на выходе элемента 6 И присутствует 1, то через элемент 11 ИЛИ и триггер 12 D-триггеры, входящие в элемент 8 задержки, устанавливаются в О. Через р тактов триггер 12 переводится в единичное состояние и по сигналу 1 элемент 9 И разрешает прохождение импульса с выхода элемента 6 И. Импульс с шины 14 останова переводит триггер 10 в нулевое состоние, чем обеспечивается запрет на прохождение случайной последовательности через элемент 9 И. Таким образом, на выходе 15 обеспечивается условие следования не менее р нулей после появления к;дждой единицы в генерируемой выходной последовательности. Благодаря возможности самоконтроля коды р-чисел Фибоначчи получили распространение в различных устройствах информационноизмерительной и вычислительной техники. Устройство обеспечивает возможность моделирования случайных фибоначчивых потоков в частности для цифровой магнитной записи, где указанные коды позволяют при заданной синхронизации повысить плотность записи в 1,5 раза. Увеличение плотности записи зквивалентно сокращению рабочей длины ленты. , Предлагаемое устройство может быть приме нено также в качестве источника Тестовых воздействий при контроле указанной аппарату ры, а также для моделирования на ЭВМ. Формула изобретения Генератор случайных кодов, содержащий ге нератор пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через первый злемент задержки - с единичным входом первого три гера, выход которого соединен со вторым вхо дом первого элемента И, выход которого сое динен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом первого триггера с первым входом второго элемента И и подключен ко входу считывания генера тора, а выход второго триггера соединен со вторым входом второго элемента И, отличающийся теМ, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет моделирования нормальных кодов р-чисел Фибоначчи, он содержит второй элемент задержки, третий и четвертый триггеры, элемент ИЛИ и третий элемент И, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго элемента И, третьего и четвертого триггера, нулевой вход которого является входом Стоп генератора, а единичный вход четвертого триггера является входом Пуск генератора и соединен с первьпм входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И и является выходом генератора, а выход элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента задержки и с единичным входом третьего триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, второй вход которого подключен ко входу считывания генератора. Источники информаиии, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 385295,. кл. G 06 F 7/52, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 430367, кл. G (Ю F 1/02, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР № 417782, кл. G Об F 1/02, 1972 (прототип).

8