JPH10154068A - M系列符号発生器 - Google Patents

M系列符号発生器

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JPH10154068A
JPH10154068A JP8312427A JP31242796A JPH10154068A JP H10154068 A JPH10154068 A JP H10154068A JP 8312427 A JP8312427 A JP 8312427A JP 31242796 A JP31242796 A JP 31242796A JP H10154068 A JPH10154068 A JP H10154068A
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JP
Japan
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sequence code
shift register
gate
output
control voltage
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JP8312427A
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Inventor
Yoshinori Horiguchi
義則 堀口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最高次数以下の任意のM系列符号を高速に生
成可能とするM系列符号発生器を提供する。 【解決手段】 シフトレジスタト711〜718と排他
的論理和721〜727からなるM系列符号発生器にお
いて、最終段のシフトレジスタト718の出力をインバ
ータ11で反転し、排他的論理和721〜727に帰還
することにより、高速処理を可能としながら、最高次数
より低次なM系列符号も任意に生成可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、計測・制御・通
信・情報分野等に多用されるM系列符号発生器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】M系列符号は疑似雑音符号の一種であ
り、線形フィードバックシフトレジスタにより、簡単に
生成することができる。以下に、M系列符号発生器並び
にトリガーパルス発生器について説明する。
【0003】図4は、X3 +X2 +1の最小多項式から
生成されるM系列符号とトリガーパルス発生器を示した
ものである。41〜43はシフトレジスタ、44はEX
−ORゲート、45はインバータ、45は3入力NAN
Dゲート、47はクロック信号入力端子、48はM系列
符号出力端子、49はトリガーパルス出力端子である。
【0004】電源を投入した場合のシフトレジスタの出
力を“0”と仮定して、M系列符号の生成過程について
図5のタイミングチャートとともに説明する。図5
(a)はクロック信号入力端子47に与えるクロック信
号、図5(b)はシフトレジスタ43の出力信号、図5
(c)はシフトレジスタ42の出力信号、図5(d)は
シフトレジスタ41の出力信号、図5(e)はEX−O
Rゲート44の出力信号、図5(f)はインバータ45
の出力信号、図5(g)は3入力NANDゲート46の
出力信号を示したものである。
【0005】電源投入時は、シフトレジスタ41〜44
の出力がオール“0”であるため、EX−ORゲート4
4の出力は“0”となり、インバータ45の出力は
“1”となる。その後は、クロック信号の立ち上がりエ
ッジでシフトレジスタが動作を始める。シフトレジスタ
は、クロック信号の立ち上がりときに、与えられている
入力信号を出力するよう動作する。
【0006】つまり、電源投入から最初のクロック信号
で、シフトレジスタ43にインバータ45の出力信号で
ある“1”が蓄えられ、他のシフトレジスタ42,41
には“0”が蓄えられる。次のクロック信号では、シフ
トレジスタ43に蓄えられていた“1”がシフトレジス
タ42に蓄えられ、シフトレジスタ42に蓄えられてい
た“0”がシフトレジスタ41に蓄えられ、シフトレジ
スタ43に蓄えれていた“1”とシフトレジスタ41に
蓄えれていた“0”とのEX−ORゲート出力の反転信
号である“0”がシフトレジスタ43に蓄えられる。
【0007】このようにして、時間とともに各シフトレ
ジスタの出力を観測すれば、図5の(b),(c),
(d)に示したようなM系列符号が生成される。
【0008】この一連の生成過程は、シフトレジスタ4
3への入力信号をX3 、シフトレジスタ42への入力信
号をX2 、シフトレジスタ41への入力信号をX1 、シ
フトレジスタ41の出力信号をX0 として、ガロア体G
F(2)上の演算(X3 +X2 +1の割り算)を実行し
ているに他ならない。
【0009】M系列符号の性質から明らかなことである
が、符号が一巡する期間に、各シフトレジスタ出力がオ
ール“0”となるタイミングが一度だけ発生する。つま
り、このオール“0”を利用すれば、このオール“0”
期間と同じタイミングでパルスを生成することができ
る。図4においては、各シフトレジスタの反転出力端子
がオール“1”になることを利用して、NANDゲート
46により“0”を出力している。これが図5(g)に
示した波形であり、M系列符号の同期トリガーパルスと
して利用できる。
【0010】ところで、図5(h)は、トリガーパルス
生成用のNANDゲート46をANDゲートに変えた場
合のパルスを示した。トリガーパルスは、シフトレジス
タ43〜41の反転出力端子の出力信号を利用している
が、反転していない出力端子を利用してもかまわない。
その場合、トリガーパルス生成用の回路をORゲートを
使用すれば、図5(g)に示したのと同様なパルスにな
り、NORゲートを使用すれば図5(h)に示したのと
同様なパルスになる。
【0011】他の従来例として、M系列符号発生器に
は、GF(2)上の演算を行うEX−ORゲートを、シ
フトレジスタ間に挿入する構成法がある。この一例を図
6に示した。
【0012】図6の構成要素は図5の構成要素と同一で
あるため、図6には図5に使用した番号と同一番号を記
してある。図6は、上記従来例と同様に、の最小多項式
から生成されるM系列符号とトリガーパルス発生器を示
したものであるが、この場合は、シフトレジスタ41の
入力を、シフトレジスタ41の出力を、シフトレジスタ
42の出力を、シフトレジスタ43の出力をと考えれば
よい。
【0013】図6の回路の特徴は、図5の回路と比較し
て、高速動作が可能なことである。これは、高次のM系
列符号発生器を考えれば明らかなことである。例えば、
図4のような回路構成法では、次数を高くするに連れ
て、帰還経路に直列に挿入されるEX−ORゲート44
の数が増加する。つまり、EX−ORゲート44の演算
に要する遅延時間が蓄積されてシフトレジスタ43に伝
搬されることになる。この蓄積時間が、1クロック時間
内であれば回路動作に支障はないが、1クロック時間を
越えるような場合では正常動作せず、正規なM系列符号
は生成できなくなる。
【0014】これに対して図6の回路では、EX−OR
ゲート44の演算時間が蓄積されることはないため、そ
の分高速動作可能となる。そのため、昨今の高速化のニ
ーズには図6のタイプのM系列符号発生器が使用され
る。
【0015】上述したM系列符号発生器並びにトリガー
パルス発生器は、3次のM系列符号を例にして説明し
た。3次であれば、生成可能なM系列符号のパターンは
2つしか存在しない。一つは上記例で示したの最小多項
式から生成されるパターンであり、もう一つはの最小多
項式から生成されるパターンである。しかしながらM系
列符号では、次数を高くするに従って生成パターンが増
大する。そこで、生成パターンが任意に選択可能なM系
列符号発生器が要求されることになる。
【0016】図7は、生成パターンが任意に選択可能な
よう、フィードバックタップを選択可能とした高速動作
可能な8次のM系列符号発生器を示したものである。図
7の711〜718はシフトレジスタ、721〜727
はEX−ORゲート、731〜738はANDゲート、
741〜748は制御電圧入力端子、75はインバー
タ、76は8入力NANDゲート、77はクロック信号
入力端子、78はM系列符号出力端子、79はトリガー
パルス出力端子である。
【0017】この回路では、8次の任意な生成パターン
のM系列符号が生成可能であり、帰還路の選択をAND
ゲート731〜738の入力端子である制御電圧入力端
子741〜748に“1”または“0”を与えることに
よって行っている。例えば、最小多項式がで表される場
合、ANDゲート731の制御電圧入力端子741とA
NDゲート732の制御電圧入力端子742とANDゲ
ート734の制御電圧入力端子744とANDゲート7
36の制御電圧入力端子746に制御電圧“1”を与
え、他の制御電圧入力端子には“0”を与える。つま
り、制御電圧入力端子に与える電圧によって、帰還信号
の導通・遮断を司るANDゲートを制御し、任意な帰還
路を設定可能とする訳である。
【0018】このように、EX−ORゲートをシフトレ
ジスタ間に挿入して構成されるM系列符号発生器は高速
動作可能であり、かつ生成パターンの異なるM系列符号
であっても、帰還路に挿入したスイッチ素子を導通・遮
断させることにより容易に生成可能である。さらに、M
系列符号の周期に応じて出力されるトリガーパルスは、
擬似的にも雑音性を有するM系列符号をトリガリングす
るのになくてはならない信号であり、これにより各種計
測機器でのM系列符号の取り扱いを容易にするものであ
る。
【0019】しかしながら、得られるM系列符号は最高
次数のM系列符号のみであり、最高次数より低次なM系
列符号は生成できないという問題があった。例えば、図
7に示した8次のM系列符号発生器において、X3 +X
2 +1の最小多項式から成るM系列符号を生成すること
を考える。この場合、ANDゲート731,732の制
御電圧入力端子741,742には制御電圧“1”を与
え、他の制御電圧入力端子には“0”を与えることにな
る。しかし、実際に帰還される信号はシフトレジスタ7
14以降も通過した信号になり、必ずX8 を含む割り算
回路になってしまう。その結果、出力される信号はM系
列符号にはならない。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の高速化
を図ったM系列符号発生器では、得られるM系列符号は
最高次数のM系列符号のみであり、最高次数より低次な
M系列符号は生成できない、という問題があった。
【0021】この発明は、最高次数以下の任意のM系列
符号を高速に生成可能とするM系列符号発生器を提供す
る。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明のM系列符号発生器では、複数のシフ
トレジスタを有し、該シフトレジスタ間に排他的論理和
を挿入し、前記シフトレジスタの最終段の出力信号を反
転し、前記排他的論理和に帰還することによりM系列符
号を生成してなることを特徴とする。
【0023】このように、シフトレジスタ間に排他的論
理和を挿入し、シフトレジスタの最終段の出力信号を反
転し、挿入した排他的論理和に帰還することにより、低
次数のM系列符号も任意に生成可能となる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、こ
の発明の一実施の形態について説明するためのブロック
図である。この実施の形態は、図7のANDゲート73
1とシフトレジスタ711のデータ入力Dとの間に挿入
されたインバータ75を除去し、シフトレジスタ718
の出力とM系列符号出力端子78との間に、インバータ
11を挿入した構成の部分が異なるだけであるので、図
7と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【0025】まず、8次の最小多項式X8 +X5 +X3
+X+1の設定方法について説明する。図1の回路で
は、シフトレジスタ711への入力信号をX0 、シフト
レジスタ711の出力信号をX1 、シフトレジスタ71
2の出力信号をX2 、シフトレジスタ713の出力信号
をX3 、シフトレジスタ714の出力信号をX4 、シフ
トレジスタ715の出力信号をX5 、シフトレジスタ7
16の出力信号をX6 、シフトレジスタ717の出力信
号をX7 、シフトレジスタ718の出力信号をX8 と考
える。
【0026】つまり、ANDゲート731の制御電圧入
力端子741とANDゲート732の制御電圧入力端子
742とANDゲート734の制御電圧入力端子744
とANDゲート736の制御電圧入力端子746に、そ
れぞれ制御電圧“1”を与え、他の制御電圧入力端子に
は“0”を与える。“0”の与えられたANDゲート
は、インバータ11の出力信号である帰還信号を遮断
し、EX−ORゲート722、724、726、727
を単なる導通状態にする。“1”の与えられたANDゲ
ートは、インバータ11の出力信号である帰還信号を、
シフトレジスタ711とEX−ORゲート721、72
3、725に導通させる。これによって、X8 +X5
3 +X+1の割り算回路が構成できたことになる。
【0027】次に、8次以下の最小多項式を設定する方
法について説明する。設定する最小多項式は、従来と同
様にX3 +X2 +1であるとする。この場合、最高次数
を司るシフトレジスタ718の出力信号を、最小多項式
の最高次数と考える。つまり、シフトレジスタ718の
出力信号をX3 、シフトレジスタ718の入力信号をX
2 、シフトレジスタ717の入力信号をX1 、シフトレ
ジスタ716の入力信号をX0 と考えればよい。
【0028】結果としては、ANDゲート736の制御
電圧入力端子746とANDゲート738の制御電圧入
力端子748に、それぞれ制御電圧“1”を与え、他の
制御電圧入力端子には“0”を与えることになる。
“0”の与えられたANDゲートは、インバータ11の
出力信号である帰還信号を遮断し、EX−ORゲート7
11〜714、716を単なる導通状態にする。“1”
の与えられたANDゲートは、インバータ11の出力信
号である帰還信号を、EX−ORゲート715,717
に導通させる。
【0029】ここで、シフトレジスタ711〜715の
出力が電源投入時に“0”となっていることと、インバ
ータ11の出力信号である帰還信号がシフトレジスタ7
11に入力されないことから、シフトレジスタ711〜
715はクロック信号と無関係に常に“0”を出力し続
ける。この動作によって、帰還信号が入力されるEX−
ORゲート725も、結局は帰還信号を単に導通させる
素子となる。
【0030】また、トリガーパルス発生回路も低次数の
設定に対応している。これは、シフトレジスタ711〜
715の出力信号がクロック信号に依存しないことから
も明らかである。この実施の形態においては、各シフト
レジスタの出力の反転出力端子がオール“1”になると
きにトリガーパルスを発生するが、シフトレジスタ71
1〜715の反転出力端子は常に“1”であるから、3
次のM系列符号が一巡する間に一度は全てのシフトレジ
スタ反転出力端子が“1”になる。
【0031】図1の回路において、最小多項式をX3
2 +1と設定した場合の等価回路を図2に示した。図
2は、図1と対応する部分の構成に同符号を付してあ
る。つまり、従来回路構成では、常に最高次数の項を含
む割り算しか行えなかったのに対して、この実施の形態
のような構成においては、全てのシフトレジスタに帰還
信号を通さないことにより、実質的に低次数の割り算が
行えるようになっている。さらに、図2においてもイン
バータ11が存在するために、全シフトレジスタの出力
がオール“0”となっても帰還がかかり、出力信号は巡
回符号となる。
【0032】図2と従来の図6の構成を対比すると、イ
ンバータの位置が異なっているだけである。図6におい
ては、シフトレジスタ711の入力側に位置していたイ
ンバータが、図2の等価回路においてはシフトレジスタ
718の出力側に位置している。これは図2の回路が−
1倍の最小多項式で構成した割り算回路と考えることが
できる。ガロア体GF(2)の演算上は同一であるが、
極性としては異なる極性の信号がシフトレジスタの最終
段から得られることになる。そのため、シフトレジスタ
718の出力を反転した信号、すなわちインバータ11
の出力をM系列符号出力端子78としている。
【0033】図1の回路において、最小多項式X3 +X
2 +1を設定した場合の各部のタイミングチャートを図
3に示した。図3の(a)はクロック信号入力端子77
へ入力するクロック信号、(b)はシフトレジスタ71
8の出力信号、(c)はインバータ11の出力信号、
(d)はNANDゲート76の出力信号を示したもので
ある。
【0034】M系列符号に対するトリガーパルスの位置
である、図5の(d),(g)と図3の(c),(d)
を比較すれば明らかなように、トリガーパルスの発生し
ている位置が図5と図3で異なっている。これはインバ
ータの挿入位置を変えたことによって生じた、M系列符
号の生成開始点のずれである。例えば、図6の回路は、
電源投入から次のクロック信号でシフトレジスタ43に
のみ“1”が入力されるのに対して、図1の回路はシフ
トレジスタ716と718に“1”が入力される。つま
り、巡回符号の途中から巡回を開始したことになる。
【0035】しかしながら、生成されるM系列符号は同
一であり、なによりM系列符号発生器にとって重要なの
は、生成パターンの設定の容易さであることから、この
符号をトリガリングするためのトリガーパルスは、符号
が一巡する間のどこにあっても支障はない。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のM系列
符号発生器では、最高次数以下の任意のM系列符号並び
にその符号の周期に応じたトリガーパルスを生成できる
ことから、異なる次数のM系列符号が必要な用途におい
て非常に有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態について説明するため
のブロック図。
【図2】図1の等価回路図。
【図3】図2の主要部の信号波形について説明するため
の説明図。
【図4】M系列符号とトリガーパルスを発生する従来の
M系列符号発生器について説明するためのブロック図。
【図5】図4のM系列符号の生成過程について説明する
ためのタイミングチャート。
【図6】他の従来のM系列符号発生器について説明する
ためのブロック図。
【図7】高速動作を可能とする、従来の8次のM系列符
号発生器について説明するためのブロック図。
【符号の説明】
11…インバータ、711〜718…シフトレジスタ、
721〜727…EX−ORゲート、731〜738…
ANDゲート、741〜748…制御電圧入力端子、7
6…NANDゲート、77…クロック信号入力端子、7
7…M系列符号出力端子、79…トリガーパルス出力端
子。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のシフトレジスタを有し、該シフト
    レジスタ間に排他的論理和を挿入し、前記シフトレジス
    タの最終段の出力信号を反転し、前記排他的論理和に帰
    還することによりM系列符号を生成してなることを特徴
    とするM系列符号発生器。
  2. 【請求項2】 複数のシフトレジスタを有し、該シフト
    レジスタ間に排他的論理和を挿入し、前記複数のシフト
    レジスタ最終段の出力信号を反転し、前記排他的論理和
    に帰還することによりM系列符号を生成し、前記シフト
    レジスタの各出力を論理和あるいは論理積により演算
    し、前記M系列符号1周期のトリガーパルスを得ること
    を特徴とするM系列符号発生器。
  3. 【請求項3】 複数のシフトレジスタと、 前記シフトレジスタ間に挿入された排他的論理和と、 最終段の前記シフトレジスタの出力信号を反転するイン
    バータと、 前記インバータの出力を導通あるいは遮断させるための
    スイッチ手段と、 前記スイッチ手段の出力を前記排他的論理和に帰還する
    ことによりM系列符号を生成する手段とを備え、 前記複数のシフトレジスタの出力に接続された論理和ま
    たは論理積により、M系列符号1周期のトリガーパルス
    を得ることを特徴とするM系列符号発生器。
JP8312427A 1996-11-22 1996-11-22 M系列符号発生器 Withdrawn JPH10154068A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671854B1 (ko) * 1998-12-24 2007-01-22 후지쯔 가부시끼가이샤 코드 위상 설정 방법 및 장치
JP2010217921A (ja) * 2010-06-21 2010-09-30 Toyo Networks & System Integration Co Ltd ガロア体上の元の除算演算回路
JP2010217922A (ja) * 2010-06-21 2010-09-30 Toyo Networks & System Integration Co Ltd ガロア体上の元の除算演算回路

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Effective date: 20040203