Генератор псевдослучайной последовательности Советский патент 1980 года по МПК G06F1/02 G07C15/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики в кодирующих и декодирующих устройствах, в делителях частоты, в качестве генераторов тестовых сигналов для испытания устройств автоматики.

Известен генератор псевдослучайной последовательности, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи и дополнительные логические элементы, которые обеспечивают изменение структуры генерируемого сигнала, например введение искажений, изменение длины и т.д. 1.

Недостатком этого устройства является неполное использование возможностей генератора псевдослучайной последовательности.

Наиболее близким .хническим решением к изобретению является генератор псевдослучайной последовательности, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, а также дополнительные логические элементы для изменения формы спектра генерируемых сигналов (2).

Недостатком устройства является неполное использование возможностей генератора псевдослучайной последовательности. Этот генератор не может быть использован для преобразования пачкк импульсов унитарного кода в псевдослучайную кодовую комбинацию, что необходимо при создании устройства, которое через линию связи передает команды на терминальные уст.ройства. Команды представляют из себя отрезки псевдослучайной последовательности. Каж10дый терминал настроен на определенную команду. При генерировании непрерьшной псевдослучайной последовательности последовательно вызываются терминалы, начиная, например, с 1-го. Задавать номер терминала, с которого необхо15димо начинать опрос, следует пачкой иктупьсов унитарного кода. При подаче на вход устройства пачки импульсов на выходе устройства должна генерироваться псевдослучайная последовательность, начинающаяся с команды, соответств

20 ющей П-ому терминалу. Следующим вызьшаемым терминалом (если генерация последовательности продолжается) является п + 1 и т.д. 37 Цель изоб|:)ете11ия - расширение функциональ ных возможностей генератора за счет преобразования унитарных кодов в псевдослучайную последовательность. Поставленная цель достигается тем, что в генератор псевдослучайной последовательности, содержащий регистр сдзига с сумматором по модулю lisa, в цепи обратной связи, первый и второй элемешы И, элемент ИЛИ, введены элемент. НЕ и третий элемент И, выход которого является выходом генератора, а первый вход третьего элемента И подключен к выходу регистра сдвига с сумматором по мопупю два в цепи обратной связи, первый и второй входы которого подключены соответственно к входу Установка генератора и к выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, первые входы которых являются соответственно тактовым и информащюнным входами генератора, вход управления которого соединен со вторым входом второго элемента И непосредственно и через элемент НЕ - со вторыми входами первого и третьего элементов И. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит регистр 1 сдвига с вхо дом 2 и выходом 3, сумматор 4 по модулю два, 5, 6 и 7 -- соответственно первый, второй и третий элементы И, элемент 8 ИЛИ, шина 9 сдвига информации в регистре 1, шина 10 установки разрядов регистра 1 в исходное состояние, вход 11 установки генератора в исходное состояние, вход 12 тактовых импульсов, вход 13 унитарных кодов, вход 14 управления, элемент 15 НЕ выход 16 генератора. Регистр сдвига 1 и цепь логической обратной связи, замыкающая через сумматор 4 выход 3 и промежуточную точку регистра 1 со входом 2 регистра образуют кодовое кольцо. Если использовать, например, четырехразрядный регистр 1 сдвига, то для генерирования последовательности макси мальной /ллины входы сумматора 4 можно подключить к первому разряду и выходу 3 регист ра 1. В этом случае длина последовательности .будет 2 + 1, т.е. 15. Шина 9 сдвига информащ1и в регистре 1 через сборку 8 соединена с выходами элементов 5 и 6 И, сигнальные входы которых подключень1 к- входу 12 тактовых сигналов и к входу 13 унитарных кодов. Вход третьего элемента 7 И соединен с выходом 3 регистра 1 и его выход 16 является выходом генератора. Управляющие входы элементов 5 и 7 И соединены с выходом элемента 15 НЕ. Вход элемента 15 Н и вход первого элемента 5 И соединен с управ ляющим входом 14 генератора. Шина 10 установки регистра 1- соединена с входом 11 установки генератора. В качестве ИСХОДНОГО состояния регистра 1 может быть выбрано любое состояние кро.ме состояния, когда во всех разрядах регистра 1 записаны О. Предположим, что шина 9 установки присоединена к разрядам регастра 1 таким образом, что при подаче 1 на шину 9 в регистре 1 устанавивается 1 в первом разряде и О во всех остальных, т.е. код 1000. Работа генератора проходит в два этапа: первый этап - этап записи. На этапе записи на вход 14 управления поается догическая 1. При этом элемент 6 И открыт, а элементы 5 и 7 закрыты, поскольку на их управляющие входы поступает логический О с выхода элемента 15 НЕ. В начале этапа записи на вход установки 14 на Короткое время может подаваться логическая 1. При этом в регистре 1 устанавливается код 1000. Импульсы унитарного кода с входа 13 через открытый злемент 6 И и элемент 8 ИЛИ поступают на шину 9 сдвига информации в регистре 1. После поступления первого импульса код в регистре 1 сдвигается на один разряд вправо, а в первый разряд записывается новое значение, равное сумме по модулю два предыдущих значе}шй кодов в первом и последнем разрядах регистра 1. Поскольку исходное состояние 1000, то в первь й разряд запишется 1® Q 1 где © - символ сложения по модулю два. Новый код в регистре является 1100. После второго импульса код будет 1110, после третьего --ПИ и т.д. Предположим, что унитарный код содержит 12 импульсов. После прихода последнего импульса код в регистре 1 будет 0100. Второй этап или этап выдачи начинается после подачи О на вход 14 управления. При этом элемент 6 И закрывается, а элементы 5 и 7 И открываются. Тактовые импульсы входа 12 через открытый элемент 5 И и через элеI мент 8 ИЛИ поступают на шину 9 сдвига информации в регистре 1. Код, записанный в регистре 1,начинает сдвигаться тактовыми импульсами вправо, а в первый разряд регистра 1 записываются новые значения с выхода сумматора 4 по модулю два. Сушестве1-шо, что генерация кода на этапе выдачи начинается с кода, записанного в регистре 1 в процессе записи. В таблице приведены начальные отрезки, генерируемых кодовых комбинаш1й. С выхода 3 регистра 1 генерируемая кодовая комбинация поступает черех открытый элемент 7 И на выход 16 генератора. Записанной в регистр 1 комбинации . соответствует на выходе 16 код 0010001111011)1 1... Генерация кола проло.чжается пока удерживаотся состояние О и: входе 14 .-|ения 5 Другим состояниям регистра соответствуют другие коды на выходе 16, В таблице приведены начальные отрезки кодовых комбинаций, генерируемых на выходе 16 в период вьщачи, для различных чисел импульсов унитарного кода, поступившего на вход 13 в период записи. Из таблицы видно, что вид кодовой комбинации однозначно определяется числом импульсов унитарного кода, а период равен 15, так как коды, соответствующие О и 15 импульсов, совпадают. В зависимости от вида сигналов на входе 11 установки и на входе 14 управления возможны несколько режимов работы устройства. Режим 1. На этапе выдачи на выходе 16 генерируется код длиной, равной или меньшей периода псевдослучайной последовательности. Это режим вызова конкретного терминала, настроенного на генерируемую кодовую комбинацию. Режим 2. На выходе 16 в процессе вьэдачи генерируется код длиной больше периода псевдослучайной последовательности. В этом первым вызывается , настроенный на комбинацию, соответствующую записанному ко ду, а затем последовательно вызываются Tej мииалы со следующими номерами. В этом случае в У ачеле каждого этапа записи регистр также устанавливается в исходное состояние. - Генерация кодовой последовательности М.ПИ:-:. .Э.вной периоду или меньшей, но без устаноБ - регистра 1 в исходное состояние в начале (кроме первого) этапа записи. В этом случае номер каждого следуюшего вызываемого терминала зависит от номера предыдушего и от числа импульсов унитарного ко да, поступивших во время очередного этапа записи. Таким образом, устройство является достаточно гибким в управлении. 000111101011001. 001111010110010. 011110101100100., 111101011001000., 111010110010001., 110101 100100011,, 3 Продолжс({ис табл. 101011001000111... 010110010001111... 101100100011110... 011001000111101... 110010001111010... 100100011110101... 001000111101011... 010001111010110... 100011110101100... 000111101011001... Формула изобретения Генератор псевдослучайной последовательности, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, первый и второй элементы 14, элемент ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет преобразования унитарного кода в псевдослучайную последовательность, он содержит элемент НЕ и третий элемент И, выход которого является выходом генератора, а первый вход третьего элемента И подключен к выходу регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной свяэи, первый к второй входы которого подключены соответственно к входу Установка генератора и к выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, первые входы которых являются соответственно тактовым и информационным входами генератора, вход управления которого соединен со вторым входом второго элемента И непосредственно и через элемент НЕ - со вторыми входами первого и третьего элементов И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР № 428373, кд. G 06 F 1/02, 1972, 2, Авторское свидетельство СССР № 526873, кл, G 06 F 1/02. ПП5 (прототип).