Генератор псевдослучайной по-СлЕдОВАТЕльНОСТи иМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК G06F1/02 G07C15/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при моделировании случайных процессов. Известен генератор псевдослучайной последовательности импульсов, содержащий регистр сдвига с сумма тором по модулю два и линией задерж ки в цепи обратной связи. Данный ге нератор характеризуется максимально возможным быстродействием, определя емым временем распространения сигнал в одном разряде регистра сдвига 1 Однако это достигается за счет потери широкодиапазонности (с понижением тактовой частоты период последовательности уменьшается). Наиболее близким к изобретению является генератор псевдослучайной последовательности импульсов, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи f2. Недостатком этого генератора является низкое быстродействие, определяемое суммарным временем распространения сигнала в одном разряде регистра сдвига и сумматора по модулю два. Цель изобретения - повышение быстродействия генератора без потери широкодиапазонности. Для достижения поставленной цели в известном генераторе псевдослучайной последовательности импульсов, содержащем регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, введены элемент НЕ, элемент задержки и элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со входом регистра сдвига и через элемент НЕ соединен со своим первым входом, второй вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с прямым выходом элемента задержки, а сумматор по модулю два содержит три элемента ИЛИ-НЕ, входы первого из которых подключены к прямым выходам ч -го и т-го разрядов регистра сдвига, инверсные выходы которых подключены ко входам второго элемента ИЛИ-НЕ, входы третьего элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и с инверсным выходом элемента задержки, вход которого подключен к шине тактовых импульсов. На чертеже представлен генератор, блок-схема.

Генератор содержит регистр 1 сдви га с сумматором 2 по модулю два в цепи обратной связи. Первый разряд 1.1 регистра выполнен на элементе 1.1.1 задержки, четвертом элементе ИЛИ-НЕ 1.1.3 и инверторе 1.1.2 и является триггером, а сумматор 2 на первом 2.1, втором 2.2 и третьем 2.3 элементах ИЛИ-НЕ.

Генератор работает следующим образом.

При подаче единичных тактовых импульсов и наличии в регистре 1 предварительной ненулевой информации последний начинает ее сдвигать. Длительность тактовых импульсов, при этом выбирается равной

()tn6ip

где tj, - время ;распройтранения: сигнала в элементе ИЛИ-НЕ; tp - задержка записи сигнала в

разряде.

. В паузе между тактовыми импульсами с прямого вькода элемента 1.1.1 задержки снимается нулевой уровень, а синверсного - единичный, поэтому сумматор 2 блокирован (на его выходе нулевой уровень), а триггер 1.1 находится в устойчивом состоянии. С приходом тактового импульса сумматор 2 открывается (на его выходе появляется сигнал, I соответствующий сумме по модулю два сигналов l.i и l.m разрядов), а триггер 1.1 переводится в нулевое состояние. Так как элементы 1.1.3 и 2.1 ИЛИ-НЕ образуют проводное ИЛИ, то результирующий .сигнал на выходе разряда 1.1 определяется сигналом сумматора 2. С окончанием тактового импульса сумматор 2 запирается, а триггер 1.1 защелкивается и продолжает удерживать сигнал неизменным.

Далее весь процесс повторяется.

Таким образом, регистр 1 с сумматором 2 в цепи обратной связи генерирует псевдослучайную последовательность с периодом т-1. При этом время задержки сигнала, поступаниде- го На вход разряда 1.2 с выходов

разрядов l.i и l.m, равно 2

т.е. генератор работает в диапазоне

тактовой частоты от О до F.

NVOKC

1/t

РПредлагаемое выполнение первого разряда регистра сдвига и сумматора по модулю два и введение новых связей выгодно отличают заявляемый генератор от классического, так как позволяют исключить время задержки в первом разряде, в результате, генератор достигает максимально возмоного быстродействия, что увеличивае сферу его применения.

Формула изобретения

Генератор псевдослучайной последовательности, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, о т л и ч ающийся тем, что, с целью повышения быстродействия генератора,он содержит элемент НЕ, элемент задержки и эле-мент ИЛИ,-НЕ, выход которого Соединен со входом регистра сдвига и через элемент НЕ соединен со своим первым входом, второй вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с прямым вьлходом элемента задержки, а сумматор по модулю два содержит три элемента ИЛИ-НЕ, входы первого из которых подключены к прямым входам i-ro и т-го разрядов регистра сдвига, инверсные выходы которых подключены ко входам второго .элемента ИЛИ-НЕ, входы третьего элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и с инверсным выходом элемента задержки, вход которого подключен к шине тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Харви. Повышение быстродействия генератора М-последовательности посредством линии задержки. Электроника, 1975, 24.

2.Яковлев В. В., Федоров Р. Ф. Стохастические вычислительные мгшшны. Л., Машиностроение, 1974,

с. 247 (прототип).