DE2734302A1

DE2734302A1 - Taktgesteuertes rueckgekoppeltes schieberegister zur erzeugung einer quasizufalls-bitfolge maximaler laenge

Info

Publication number: DE2734302A1
Application number: DE19772734302
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl Ing Colbus; Erich Dipl Ing Metzger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-07-29
Filing date: 1977-07-29
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2734302B2; DE2734302C3

Description

Taktgesteuertes rUckgekoppeltes Schieberegister zur Erzeugung
einer Quasizufalls-Bitfolge maximaler Länge Die Erfindung bezieht sich auf ein taktgesteuertes n-stufiges, rUckgekoppeltes Schieberegister zur Erzeugung einer Quasizufalls-Bitfolge maximaler länge, bei dem die Rückkopplung auf den Eingang des Schieberegisters mittels wenigstens eines Exklusiv-ODER-Gatters erfolgt, dessen erster Eingang mit dem Ausgang der letzten Stufe und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer vorgegebenen weiteren Stufe des Schieberegisters verbunden ist.
Schieberegister dieser Art sind beispielsweise durch die Literaturstelle "Controln, Juni 1966, Seiten 302 bis 304 bekannt. Die maximale Periodenlänge für ein n Stufen umfassendes Schieberegister beträgt dabei 2n-1 Bit. Dies ist bedingt durch die Tatsache, daß die Einstellung des Schieberegisters, bei der sämtliche n Stufen an ihren Ausgängen eine binäre Null anzeigen, gleichsam eine Fangstellung darstellt, in der das Schieberegister sich selbst blockiert.
Für zahlreiche Anwendungsfälle, insbesondere zur Realisierung synchron getakteter Zähler, werden oftmals sämtliche 2n Stellungen benötigt. In diesem Falle ist es dann erforderlich, auf andere Schaltungen zurUckzugreifen, die einen wesentlich höheren Aufwand bedingen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, fUr ein getaktetes n-stufiges, rückgekoppeltes Schieberegister der einleitend beschriebenen Art eine weitere Lösung anzugeben, die bei geringem MehrauFwand die Realisierung einer Periodenlänge von 2n Bit zuläßt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Eingang des Schieberegisters ein weiteres Exklusiv-0DER-Gatter vorgeschaltet ist, dessen erstem Eingang die rückgekoppelte Bitfolge zugeführt und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer Koinzidenzschaltung verbunden ist und daß die Koinzidenzschaltung, die mit ihren n-1 Eingängen an Jeweils eines Ausgang der Stufen 1, 2, ...(n-1) des Schieberegisters angeschaltet ist, immer dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn sämtliche Stufen 1, 2, ...(n-1) des Schieberegisters eine binäre Null anzeigen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es mit Hilfe einer Koinzidenzschaltung, die nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn sämtliche Stufen, mit Ausnahme der letzten Stufe, an ihren Ausgängen eine binäre Null anzeigen und dieses Ausgangssignal mit dem rUcgekoppelten Signal über eine Modulo-2-Verknüpfung dem Schieberegistereingang zugeführt wird, erreicht werden kann, daß die Nullstellung sämtlicher Schieberegisterstufen als n-te Stellung des Schieberegisters in die Periodenlänge hineingezwungen wird.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Koinzidenzschaltung ein UND-Gatter, dessen n-1 Eingänge mit den invertierten Ausgängen der Stufen 1, 2, ...(n-1) des Schieberegisters verbunden sind.
Anhand zweier, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 ein erstes AusfUhr#sbeisoiel nach der Erfindung, Fig. 2 ein die Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 1 erläuterndes Bitschema, Fig. 3 ein weiteres Ausführngsbeispiel nach der Erfindung, Fig. 4 ein die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 3 erläuterndes Bitschema.
Das ritckgekoppelte Schieberegister nach Fig. 1 besteht aus drei Flip-Flops A, B, C, deren Vorbereitungseingänge mit dem Takt T verbunden sind. Die Ausgänge Q der Flip-Flops B und C sind mit den beiden Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters E01 verbunden, dessen Ausgang K mit dem einen Eingang eines weiteren Exklusiv-ODER-Gatters E02 in Verbindung steht. Der zweite Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters E02, das mit seinem Ausgang M mit dem Eingang des ersten Flip-Flops A verbunden ist, ist mit dem Ausgang L des UND-Gatters U2 zusammengeschaltet, dessen beide Eingänge mit den invertierten Ausgängen Q der derersin beiden Flip-Flops A und B in Verbindung stehen.
In Fig. 2 sind übereinander die im Rhythmus des Taktes T auftretenden Bitfolgen an den Q-Ausgängen der Flip-Flops A, B und C und an den Ausgängen K und M der Exklusiv-ODER-Gatter E01 und E02 und des Ausgangs L des UND-Gatters U1 übereinander aufgetragen.
Mittels des UND-Gatters U1 wird die gemeinsame Nullstellung der Flip-Flops A und B decodiert und hieraus ein Umschaltkriterium für die über das Exklusiv-0DER-Gatter E01 rückgekoppelte Bitfolge immer dann herbeigeführt, wenn die invertierten Ausgänge der Flip-Flops A und B die Stellung Null anzeigen. Hierdurch wird erreicht, daß das dreistufige Schieberegister sämtliche acht möglichen Stellungen periodisch durchläuft und sich nicht in der Nullstellung aller drei Flip-Flops selbst blockiert.
Das weitere Ausführungsbeispiel in Fig. 3 zeigt ein acht JK-Flip-Flops A, B, C, D, E, F, G und H aufweisendes Schieberegister, bei dem im Rtlckkopplungszweig mittels der Nxklusiv-ODER-Gatter E02 und E03 eine zweifache Modulo-2-Addtion durchgeführt wird.
Anstelle des UND-Gatters U1 mit zwei Eingängen tritt nunmehr ein Mehrfach-UND-Gatter U2 mit sieben Eingängen, die jeweils mit den invertierten Ausgängen Q der Flip-Flops A, B, C, D, E, F und G verbunden sind. Die Wirkungsweise ist, wie das in Fig. 4 analog zur Fig. 2 angegebene Bitfolgenschema an den Ausgängen AQ, BQ ... HQ, K, L und M ausweist, die gleiche wie bei dem Schieberegister nach Fig. 1. Tritt an sämtlichen invertierten Ausgängen 5 der Flip-Flops A, B...G eine binäre Eins auf, so gibt das Nehrfach-UND-Gatter U2 an seinem Ausgang L eine binäre Eins ab, die jeweils das zeitgleiche Bit der vom Ausgang K rUckgekoppelten Bitfolge hinsichtlich des Eingangs des Schieberegisters am Ausgang M des Exklusiv-ODER-Gatters E02 invertiert und auf diese Weise die Nullstellung sämtlicher Flip-Flops des Schieberegisters in die Periode mit einbezieht.
2 PatentansprUche 4 Figuren L e e r s e i te

Claims

PatentansDrUche 1. Taktgesteuertes n-stufiges, rifckgekoppeltes Schieberegister zur Erzeugung einer Quasizufalls-Bitfolge maximaler Länge, bei dem die Rückkopplung auf den Eingang des Schieberegisters mittels wenigstens eines Exklusiv-ODER-Gatters erfolgt, dessen erster Eingang mit dem Ausgang der letzten Stufe und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer vorgegebenen weiteren Stufe des Schieberegisters verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß dem Eingang des Schieberegisters ein weiteres Exklusiv-ODER-Gatter (E02) vorgeschaltet ist, dessen erstem Eingang die rUckgekoppelte Bitfolge zugeführt und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer Koinzidenzschaltung (U1, U2) verbunden ist und daß die Koinzidenzschaltung, die mit ihren n-1 Eingängen an Jeweils einem Ausgang der Stufen 1, 2,...(n-1) des Schieberegisters angeschaltet ist, immer dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn sämtliche Stufen 1, 2, ...(n-1) des Schieberegisters eine binäre Null anzeigen.
2. Rückgekoppeltes Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzschaltung (U1, U2) ein UND-Gatter ist, dessen a-1 Eingänge mit den invertierten Ausgängen der Stufen 1, 2,...(n-1) des Schieberegisters verbunden sind.