Генератор псевдослучайных последовательностей Советский патент 1981 года по МПК G06F7/58 

(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к генераторам псевдослучайных последовательностей, и может быть использовано в качестве генератора псевдослучайных тестов для диагностирования дискретных объектов автоматики и вычислительной техники. Известно устройство выработки псевдослучайных последовательностей, в которых для обеспечения обратного сдвига регистр выполнен по реверсивной схеме и в обратную связь каяадого канала включены логические схемы, управляемые шинами прямого и обратно го сдвига tl7« Однако в этих устройствах не реш ны задачи возврата генератора в зад ное оператором состояние и блокиров ки вывода повторяющихся отрезков теста, что затрудняет использование его при поиске кратных дефектов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсд генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, блок начальной установки, выход которого соединен со входом УстановкА реверсивного регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, индикатор, реверсивный счетчик, группу элементов И, элемент И, формирователь импульсов и элемент ИЛИ, входы которого являются входами генератора а выход элемента ИЛИ через формирователь импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора такто-у вых импульсов. элемента И подключен ко входам Сдвиг реверсивного счетчика и реверсивного регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И соответственно, выходы которых являются выходами генератора, а вторые входы группы элементов И подключены ко входу Суммирование и объединены с сзммирующими входами реверсивного счетчика и реверсивного регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, вычи тающий вход которого подключен ко . входу Вычитание и объединен с вычи тающим входом реверсивного счетчика. Выходы реверсивного счетчика подключены ко входам индикатора соответственно, вход Сброс реверсивного .счетчика подключен к. выходу блока начальной установки 2 J. Недостатком известного устройства являются временные потери во время возврата генератора в произвольно заданное состояние, предшествующее состоянию генератора в момент обнару жёння очередного дефекта. Временные потери .образуются вследствие одинаковой скорости работы генератора как во время выработки тестовой последовательности, . так и во время его реверса. Тактовая частота генератора при выработке тестовой последователь ности определяется исходя из максимально возможной величины задержки в цепях диагностируемых объектов, в то время, как при реверсе тактовая частота может быть выбрана с учетом только быстродействия элементов, на которых проектируется генератор. Таким образом, тактовая частота во время реверса может быть значительно вьше тактовой частоты при выработке тестовой последовательности, особенно, воли иметь ввиду, что диаг ностируемый объект может быть постро на элементной базе с быстродействием гораздо меньшим быстродействия элементов собственно генератора. Однако в известном устройстве отсутствуют элементы и связи, позволяющие изменять скорость работы генератора в за висимости от его режима или с помощь оператора. Кроме того, в известном устройстве не.решена задача автоматической установки в заданное состоя ние при работе в автономном режиме ,( без ЭВМ), что приводит к дополнител

ным временным потерям. Эти дополнительные временные потери возникают..вслед ствие того, что при автономном режиме работы генератора оператор управляет входами известного устройства непосредственно от органов управления, например, кнопочных переключателей, .При этом при автоматическом запуске.

элемента И подключен через формирователь импульсов к выходу элемента ИЛИ, первьй вход которого является первым входом генератора, содержит второй счетчик, элемент НЕ, второй, третий, четвертьй, пятый и шестой элементы Hj второй элемент.ИЛИ, управляемьй делитель частоты, блок пе34учитывая скорость работы генератора и время реакции оператора, последнему трудно остановить генератор точно в заданном состоянии. Поэтому для точной установки требуется дополнительная подгонка состояния генератора с помощью кнопки пошагового запуска. Естественно, что при увеличении скорости, работы генератора во время реверсА, данный недостаток проявляется еще сильнее, В известном устройстве отсутствуют элементы и связи, позволяющие осуществить точную установку генератора в заданное состояние при его автономной работе, В то же время известно, что генераторы псевдослучайных тестов в основном используют-, ся в автономных тестерах, не требую- вщх управления от ЭВМ ( что и является одним из основных достоинств, Цель изобрете1-шя - повьшение эффективности генератора псевдослучайных последовательностей за счет сокращения времени возврата его в произвольно заданное состояние, предшествующее состоянию в момент обнаружения дефекта, что повьшает в конечном счете его быстродействие, Указанная цель достигается тем, что в генератор, содержащий генератор тактовых импульсов, блок начальной установки, выход которого соединен со входом Установка реверсивного рекуррентного регистра сдвига и входом Сброс реверсивного счетчика, выходы которого подключены ко входам ин/: икатора, причем входы Сдвиг, Суммирование -; и Вычитание реверсивного рекуррентного регистра сдвига объединены с одноименными входами реверсивного счетчика и подключены к выходу первого элемента И, первому и второму управляющему сдвигом входам генератора соответственно, выходы реверсивного рекзфрентного регистра сдвига соединены с первыми входами элементов И группы, выходы которых являются выходами генератора, вторые входы элементов И группы подключены к первому управляющему cдвигo d входу генератора, а первый вход первого реключателей и бпок ввода программы входы которого соединены с выходами блока переключателей, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, а его входы соединены с выходами второго и третьего элементов И, первый вход второго элемента И подключен к выходу управляемого делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом блока ввода программы и параллельно первом входу третьего элемента И с выходом генератора тактовых импульсов, первые входы четвертого, пятого и шесто го элементов И объединены и подключен ко второму входу генератора, объединенные вторые входы второго и четвер того и объединенные вторые входы тре тьего, пятого и шестого элементов И соединены с первым и вторым управляющим сдвигом входами генератора соответственно при этом третий вход пятого элемента И через элемент НЕ подключен к выходу второго счетчика, вход Сброс, которого соединен с вьрсодом блока начальной установки и вторым выходом блока ввода програм мы, первый и второй входы второго счетчика подключены к третьему выходу блока ввода программы и шестого элемента И соответственно, третий вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента И, а выходы четвертого и пятого элементов И подключены ко второг у и третьему входам первого элемента ИЛИ соответственно. Блок ввода программы содержит группу формирователей одиночного импульса, входы которых являются входом блока, первая группа выходов формирователей одиночных импульсов группы подключена соответственно ко входам преобразователей позиционного кода в двоично-десятичньш группы, выходы которых подключены соответственно ко входам дешифраторов двоично-десятичного кода группы, выходы которых являются первым выходом блока, вторым выходом которого является выход формирователей одиночных импульсов группы, вторая груп па выходов которого соединена соответственно со входами преобразователя позиционного кода в двоично-деоятичный, выход которого является третьим выходом блока. Введение управляемого делителя частоты, второго и третьего элементов И, второго элемента ИЛИ, блока ввода программы и блока переключателей с соответствующими связями между вновь введенными блоками, а также между вновь введенными и известными блоками, позволяет реализовать наиболее простыми техническими средствами изменение тактовой частоты в зависимости от режима работы генератора псевдослучайных последовательностей. Во время реверса тактовая частота максимальна и равна частоте выходных сигналов генератора тактовых импульсов. При выработке тестовой последовательности тактовая частота уменьшается путем задания нужного коэффициента деления с помощью блока переключателей и блока ввода программы. При этом ведшчина коэффициента деления делителя определяется временными параметрами диагностируемого объекта и может быть постоянной .ДЛЯ целого класса объектов. Введение :второго счетчика, элемента НЕ, четвертого, пятого и шестого элемента И совместно с упомянутыми вьше блоком ввода программы и блоком переключателей с соответствующими связями, позволяет обеспечить при поступлении сигнала автоматичес кого запуска точную установку генератора псевдослучайных последовательностей в любое произвольно заданное состояние, предшествующее состоянию, в котором обнаружен дефект. На фиг.1 представлена схема генератора псевдослучайных последовательностей; на фиг.2 - схема управляемото делителя; на фиг.З - схема блока ввода программы. Реверсивный регистр 1 содержит каждом канале сдвига сумматоры 2 и по модулю два. Методы построения еверсивного регистра 1 и сумматоров 2 и 3 по модулю два, а также подклюения информационных входов сумматоов по модулю два к разрядным выходам егистра 1 известны. Разрядные выхоы регистра 1 соединены с соответстующими выходами 4 устройства через группу элементов И 5, управляющие входы которых подключены к входу 6 Сзгммирование, который также соединен с суммирующими входами реверсивного регистра 1, реверсивного счетчиа 7, вторыми входами второго 8 и четвертого 9 элементов И, Вход 10 Вычитание соединен с Вычитаклцими входами.реверсивного регистра 1, реверсивнаго счетчика 7, вторыми входами третьего 11, пятого 12 и шес того 13 элементов И. Выход первого элемента И 14 подключен к входам Сдвиг реверсивного регистра 1 и реверсивного счетчика 7, а также к третьему входу элемента И 13. Выход блока 15 переключателей подключен к входу блока 16 ввода программы в качестве которого может быть испол зовану например,.счетчик с предварительной уставкой, первый, второй и третий выходы которого соединены с первым входом управляемого делителя 17, входом Сброс и первым входом счетчика 18 соответственно. Выход элемента И 13 пoдкJЙoчeн к второму входу счетчика 18, выход которого чёрез элемент НЕ 19 соединен с третьим входом элемента И 1Я. Первые входы элементов И 9, 12,13 объединены и подключены к входу автоматического запуска 20 устройства. Вход 21 пошагового запуска устройства соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 22, второй и третий входы которого подключены к выходам элементов И 9 и 12 соответственна а выход элемента ИЛИ 22 через формировагель импульсов 23 подключен к первому входу элемента И 14, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ШШ 24 Первый второй входы элемента ИЛИ 24 подклкг чены к выходам элементов И В и 1 соответственно, Первш% вход элемента И 11 объединен со вторым входом упра ляемого делителя 17 и подключен к выходу генератора 25 тактовых-импуль сов. Входы Сброс счетчиков 7 и 18 а также вход Начальная установка реверсивного регистра 1 объединены и подключены к выходу блока 26 начал ной установки. Выходы счетчика 7 подключены к входам индикатрра 27 соответственно. Второй вход 28 управляемого дели теля 17 соединен с выходом генерато 25 тактовых импульсов. Выходы m дели телей 29 на п подключены к первым входам соответствующих элементов И 30, вторые входы которых являются первым входом 31 управляемого делителя 17, соединенным с первым выход блока -16 ввода программы. Выходы эл ментов И 30 подключены к соответств 8 щим входам m элементов ИЛИ 32, выходы которых соединены с входами элемента И 33. .Выход 34 элемента И 33 является выходом программируемого делителя 17 и подключен также к входам установки в О делителей 29 на о. В зависимости от информации-, поступающей на первый вход управляемого делителя 17, коэф4)ициент деления может меняться от 1 до величины nxm. Блок 16 ввода программы содержит группу формиройателей 35 одиночного импульса, содержащую, в свою очередь, первую группу формирователей 36 одиночного импульса, вторую группу формирователей 37 одиночного импульса и формирователь 38 одиночного импульса 38, Выходы 39 блока формирователей 35 одиночного импульса являются йходом блока 16 ввода программы, соединенным с выходом блока 15 лереключателей. Выходы первой группы формирователей 36 одиночного импульса соединены со входами блока преобразователей позиционного кода в двоично-десятичный.40, который содержит m преобразователей 41, позиционного кода в двоично-десятичный, где m . равно количеству делителей 29 на п-. Выходы преобразователей 41 позиционного кода в двоично-десятичный соединены с входами соответствующих шифраторов 42 двоично-десятичного кода, выходы 43 которых являются перг: вым выходом блока 16 ввода программы и подключены к первому входу прог раммируемого делителя 17, Выходы вторбй группы формирователей одиночного импульса 37 подключены ко входам преобразователя 44 позиционного кода в двоично-десятичный,,выходы которого являются третьим выходом 45 блока 16 ввода программы, который соединен с nepBBJM входом счетчика 18, Выход формирователя 38 одиночного импульса является вторым выходом 46 блока 1б ввода программы и подключен к входу Сброс счетчика 18. Устройство работает следуюгцим образом. При наличии сигнала на входе 6 Суммирование и на одном из входов гстройства ( на входе 20 - при автоматическом запуске, на входе 21 - при пошаговом запуске)на выходе фор- мировашеля 23 импульсов, запускаемого через элемент И.ПИ 22, соответственно или устанавливается уровень логической единицьг : (последовательность имnyjIbcoB при использовании системы импульсных или импульсно-потенциальных элементов), или вырабатывается одиночный импульс, которые подаются на вход элемента И 14, надругой вход которого непрерывно поступают импульсы с выхода генератора 25 тактовых импульсов через управляемый делитель 17 частоты, элемент И- 8 и элемент ИЛИ 24, Коэффициент деления делителя 17 частоты задается блоком 15 переключателей с .помощью блока 16 ввода программы, а величина коэффициента деления выбирается исходя из временных параметров диагностируемого объекта. Для определенных объектов коэффициент деления может быть и равным единице. Сигналы с выхода элемента 14, поступающие на вход Сдвиг реверсивного регистра сдвига 1, сдвигают информацию, записанную в него с помощью узла 26 начальной установки. В режиме Суммирование сигналы, снимаемые с разрядных выходов регистра 1, через группу элементов И 5, открытых сигналом на входе 6 Суммирование, поступают на выходы 4 устройства. Счетчик 7, установленный в нулевое состояние сигналом с выхода узла начальной установки 26, при наличии сигнала йа входе 6 считает импульсы сдвига, поступающие на вход Сдвиг регистра 1. При этом индикатор 7 отображает в. цифровой форме номер состояния регистра 1. В случае регистрации дефекта сигнал с входа 6 снимается. Также прекращается подача сигналов на входы устройства на вход 20 - при автоматическом запуске, на вход 21 - при пошаговом запуске) . Сдвиг информации в регистре 1 и суммирование импульсов сдвига в счетчике 7 прекращается. При необходимости установки генератора в одно из предшествующих состояний опера тор с помощью блока 15 переключателе и блока 16 ввода программы производит установку счетчика 18 известным способом в нужное состояние, предвар тельно сбрасывая его в нулевое состо ние, а затем подает, также известным способом, сигнал на вход ТО Вычитаниё и вырабатывает сигнал автоматичес кого запуска на входе 20, Поскольку в это время сигнал на выходе счетчик 18 отсутствует, элемент НЕ 19 выраба тывает на своем выходе разрешающий сигнал для элемента И 12. Выходной 310 сигнал элемента И 12 через элемент ИЛИ 22.поступает через формирователь импульсов 23 на вход элемента И 14, на второй вход которого через элемент И 11 поступают тактовые импульсы непосредственно с выхода генератора 25 тактовых и шyльcoв. Элемент И 14 вырабатывает импульсы сдвига. Информация в регистре 1 сдвигается в обратном направлении, а счетчик 7 вычитает импульсы сдвига из ранее полученного количества. Во время обратного сдвига сигналы на выходах4 отсутствуют, так как нет разрешающего сигнала на управляющих входах группы элементов И 5, В это же время счетчик 18 также считывает импульсы сдвига, поступающие на его вход через элемент И 13. При достижении счетчиком 18 состояния, заданного с помощью блока 15 переключателей и блока 16 ввода программы, на его выходе вырабатывается сигнал, запрещающий работу элемента И 12. В результате элемент И 14 прекращает выработку импульсов сдвига, и сдвиг информации в регистре 1 прекращается. Счетчик 7 останавливается и индицирует с помощью индикатора . 27 заданное состояние perHCtpa 1. Счетчик 18 также прекращает свою работу. Сигнал запуска со входа 20 снимается. При пошаговом запуске гене- ратора и наличии сигнала на входе 10 Вычитание выработка импульсов сдвига осуществляется аналогично режиму работы от сигнала автоматического запуска за исключением того, что сигнал на вход элемента ИЛИ 22 поступает непосредственно со входа 21, Счетчик 18.во время реверса при пошаговом запуске не работает. По окончании реверса оператор может повторно выработать требуемый отрезок теста. По сравнению с известным в предлагаемом устройстве уменьшено время возврата генератора в произвольное предшествующее состояние, а именно: тактовая частота во время реверса может быть значительно увеличена. так как определяется только быстродействием элементной базы собственно генератора, а не временными параметрами диагностируемого объекта реализуется точная установка в заданное состояние при автоматическом запуске во время реверса при использовании генератора в автономном режиме, Сокра- цение времени возврата генератора 11 повышает эффективность устройства при применении его в составе генератора псевдослучайных тестов. Формула изобретения 1. Генератор псевдослучайных посл довательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, блок начальной установки, выход которого соединен со входом Установка реверсивного рекуррентного регистра сдвига и входом Сброс реверсивного счетчика выходы которого подключены ко входам индикатора соответственно, причем входы Сдвиг, Суммирование и Вычитание реверсивного рекуррентного регистра сдвига объединены с одноименными входами реверсивного счетчика и подключены к выходу,первого эле мента И, первому и второму управляющему сдвигом входам генератора соответственно, выходы реверсивного рекзФ рентного регистра сдвига соединены с первыми входами элементов И группы выходы - которых ЯВ.ПЯЮТСЯ выходами ген ратора, вторые входы элементов И грзТ пы подключены к первому управляющему сдвигом входу генератора,- а первый .вход первого элемента И подключен через формирователь импульсов к вы;ходу первого элемента ИЛИ, первьй вход которого является первым входом генератора, отличающи и с я тем, что, с целью повышения быстродействия генератора, он содержит счетчик, элемент НЕ, второй, третий, четвертьш, пятый и шестой элементы И второй элемент.ИЛИ, управляемый делитель частоты, блок переключателей и блок ввода программь, входы которо го соединены с выходаьш блока перекяючателей, выход второго элемента ИЛИ подключен ко второму входу первого элемента И, а входы второго элемента ИЛИ соединены.с выходами второго и третьего элементов И, первый вход второго элемента И подключен к выходу управляемого делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с.первым выходом блока ввода программы и с вы-. ходом,генератора тактовых импульсов. 3 первые входы четвертого, пятого и шестого элементов И объединены и подключены ко второму входу генератора, объединенные вторые входы второго и четвертого и объединенные вторые входы третьего, пятого и шестого элементов И соединены с первым и вторым, управляющими сдвигом входами генератора соответственно, при этом третий вход пятого элемента И через элемент НЕ подключен к выходу счетчика, вход Сброс которого соединен с выходом блока начальной установки и вторым выходом блока ввода программы, первый и второй входы счетчика подключены к третьему выходу блока ввода программы и шестого элемента И соответственно, третий вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента И, а выходы четвертого и пятого элементов И попключень ко второму и третьему входам первого элемента ИЛИ соответственно, 2, Генератор по п.1, отличающийся тем, что блок ввода программы содержит группу ..формирователей одиночного импульса, входы которых являются входом блока, первая группа выходов формирователей одиночных импульсов грутгпы подключена соответственно ко входам преобразователей позиционного -кода в двоичнодесятичньй группы, выходы которых подключены соответственно ко входам дешифраторов двоично-десятичного кода группы, выходы которого; являются выходом блока, вторым выходом jKOTOporo является выход формирователей одиночных импульсов группы, вторая группа выходов которого сое;динена соответственно со входами преобразовагелялпозиционного кода в двоично-десятичгшй, выход которого является третьим выходом блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 4009374, кл.235-92, бпублнк, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 26П787/18-24, кл.С Об F 7/58, 1978 (прототип).

С

t$

G

9

га I. I

В...

и

зг

52

ykmMofxaBO

i

w

%