KR100275527B1

KR100275527B1 - 워드 난수 발생 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100275527B1
Application number: KR1019970064085A
Authority: KR
Inventors: 박상준; 김대호; 박상우
Original assignee: 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2000-12-15
Also published as: KR19990043099A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 워드 난수 발생 장치 및 그 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하고자하는 기술적 요지

본 발명은 효율적으로 워드 난수를 발생하기 위한 워드 난수 발생 장치 및 그 방법을 제공하고자 함.

3. 발명의 해결 방법의 요지

본 발명은 내부에 구비된 가산값 발생부로부터 발생되는 가산값을 이용하여 제1 및 제2 워드 난수를 제공하는 워드 난수 발생수단; 상기 워드 난수 발생수단으로부터 제공되는 제2 워드 난수들을 저장하여 외부로 출력하는 저장수단; 및 상기 제1 워드 난수를 어드레스 정보로 입력받아 상기 저장수단의 어드레스를 지정하여, 지정된 어드레스의 데이터가 출력되도록 하고, 지정된 어드레스에 상기 워드 난수 발생수단으로부터 생성된 또 다른 제2 워드 난수가 저장되도록 하는 어드레스 선택수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 메모리와 가산값을 이용하여 워드 난수를 얻는데 이용됨.

Description

워드 난수 발생 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING WORD RANDOM NUMBER}

본 발명은 통신 시스템 및 컴퓨팅 시스템 등에 이용되는 워드 난수를 발생하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 메모리와 가산값을 이용하여 워드 난수를 출력하는 워드 난수 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.

여기서, 워드는 바람직하게는 8비트, 16비트, 32비트 등의 단위 데이터를 의미하며, 구현 환경에 따라 워드의 비트 크기가 달라질 수 있다.

일반적으로, 사용되는 통신 시스템에는 무전기 및 휴대폰 등과 같은 것이 있다.

도 1 은 일반적인 통신 시스템의 블록을 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 통신 시스템은, 외부로부터 전달되는 아날로그 음성신호를 디지탈 음성 신호로 전환하는 제1 A/D 변환기(110)와, 워드 난수를 발생하는 워드 난수 발생 장치(120)와, 제1 A/D 변환기(110)의 출력신호와 워드 난수 발생 장치(120)의 출력신호를 배타적 논리합하여 출력하는 제1 배타적 논리합 게이트(130)와, 제1 배타적 논리합 게이트(130)로부터 출력된 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 D/A 변환기(140)와, 제1 D/A 변환기(140)로부터 출력된 아날로그신호를 전송하는 전송 선로(150)와, 전송 선로(150)를 통하여 전달된 아날로그신호를 디지탈 신호로 변환하기 위한 제2 A/D 변환기(160)와, 제2 A/D 변환기(160)의 출력신호와 워드 난수 발생 장치(120)의 출력신호를 배타적 논리합하 여 출력하는 제2 배타적 논리합 게이트(170)와, 제2 배타적 논리합 게이트(170)으로부터 출력된 디지탈 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하여 외부로 출력하는 제2 D/A 변환기(180)를 구비한다.

전송 선로(150)는 유선 또는 무선이다.

한편, 제1 A/D 변환기(110)와, 제1 배타적 논리합 게이트(130)와, 제1 D/A 변환기(140)는 송신부이며, 제2 A/D 변환기(160)와, 제2 배타적 논리합 게이트(170)와, 제2 D/A 변환기(180)는 수신부이다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 일반적인 통신 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

예를 들면, 무전기 또는 휴대폰과 같은 음성 통신 시스템에서 어느 사용자로부터 음성 정보를 보호하기 위하여, 먼저 제1 A/D 변환기(110)는 외부로부터 전달되는 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 변환하여 제1 배타적 논리합 게이트(130)로 전달하고, 워드 난수 발생 장치(120)는 워드 난수를 제1 배타적 논리합 게이트(120)로 출력한다. 이어서, 제1 배타적 논리합 게이트(130)는 입력된 신호를 비트별 배타적 논리합하여 배타적 논리합된 디지탈 신호를 제1 D/A 변환기(140)로 출력하고, 제1 D/A 변환기(140)는 제1 배타적 논리합 게이트(130)로부터 출력된 디지탈신호를 아날로그신호로 변환시킨 다음, 부호화된 아날로그 음성신호를 전송 선로(150)를 통해 제2 A/D 변환기(160)로 전달한다.

송신부의 제2 A/D 변환기(160)는 전송 선로(150)를 통해 전달된 부호화된 아날로그 음성신호를 디지탈 음성신호로 변환시켜 제2 배타적 논리합 게이트(170)로 전달한다. 제2 배타적 논리합 게이트(170)는 워드 난수 발생 장치(120)의 출력신호와 제2 A/D 변환기(160)의 출력신호를 비트별로 배타적 논리합하여 배타적 논리합된 디지탈 음성신호를 제2 D/A 변환기(180)로 출력한다. 이어서, 제2 D/A 변환기(180)는 제2 배타적 논리합 게이트(170)로부터 출력된 디지탈 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하여 외부로 송신한다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 워드 난수 발생 장치는 대부분 한 개 또는 복수개의 선형 쉬프트 레지스터를 사용하여 설계되며, 사용된 선형 쉬프트 레지스터들을 복잡한 방법으로 결합하거나, 하나의 선형 쉬프트 레지스터가 다른 선형 쉬프트 레지스터를 시각 제어하는 방법을 주로 사용하므로써, 1회 동작에 1 비트 난수만을, 또는 시각 제어의 경우에는 1 워드 난수를 발생하기 위하여 여러 번의 동작을 필요로하는 비효율적인 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 통신시스템 및 컴퓨팅 시스템 등에서 최소 횟수 동작에 가산값을 발생하고, 메모리를 이용하여 최소 횟수 동작에서 워드 단위의 난수를 발생하므로써, 효율적으로 난수를 발생할 수 있는 워드 난수 발생 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 통신 시스템의 구성 블록도.

도 2 는 본 발명에 따른 워드 난수 발생 장치의 일실시예 구성도.

도 3 은 상기 도 2의 워드 난수 발생부내의 가산값 발생기의 일실시예 구성도.

도 4 는 본 발명에 따른 워드 난수 발생 방법에 대한 일실시예 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110, 160 : 제1 및 제2 아날로그/디지탈(A/D) 변환기

130, 170 : 제1 및 제2 배타적 논리합 게이트

140, 180 : 제1 및 제2 디지탈/아날로그(D/A) 변환기

150 : 전송 선로

210 : 워드 난수 발생부

220 : 저장부

230 : 어드레스 선택부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워드 난수 발생 장치는, 통신 시스템이나 컴퓨팅 시스템에서 워드 난수를 발생하는 장치에 있어서, 내부에 구비된 가산값 발생부로부터 발생되는 가산값을 이용하여 제1 및 제2 워드 난수를 제공하는 워드 난수 발생수단; 상기 워드 난수 발생수단으로부터 제공되는 제2 워드 난수들을 저장하여 외부로 출력하는 저장수단; 및 상기 제1 워드 난수를 어드레스 정보로 입력받아 상기 저장수단의 어드레스를 지정하여, 지정된 어드레스의 데이터가 출력되도록 하고, 지정된 어드레스에 상기 워드 난수 발생수단으로부터 생성된 또 다른 제2 워드 난수가 저장되도록 하는 어드레스 선택수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워드 발생 방법은, 통신시스템이나 컴퓨팅 시스템에서 워드 난수를 발생하는 방법에 있어서, 제1 및 제2 워드 난수 발생기를 초기화하는 제 1 단계; 상기 제1 워드 난수 발생기를 소정의 횟수만큼 동작시켜 얻은 제1 워드 난수를 메모리내의 다수의 어드레스에 저장하는 제 2 단계; 상기 제2 워드 난수 발생기를 1회 동작하여 얻은 제2 워드 난수를 어드레스 선택부로 출력하는 제 3 단계; 및 상기 어드레스 선택부에서 상기 제2 워드 난수를 입력받아 상기 메모리에 저장된 다수의 어드레스중의 한 어드레스를 지정하여, 지정된 어드레스에 저장된 워드 난수를 출력시키고, 외부로 출력된 어드레스에 상기 제1 워드 난수 발생기로부터 출력되는 또 다른 제1 워드 난수를 다시 저장하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 가산 생성기와 메모리를 이용하여 메모리 초기화 과정 이후에 사용된 2개의 가산 생성기의 1회 동작에 n(≥2) 비트 난수를 출력하는 난수 발생 및 그 방법에 관한 것으로, 기존의 무전기, 휴대폰 등의 통신시스템은 물론이고, 컴퓨터 시스템에의 구현이 용이하며, 각종 통신 정보 보호 수단으로 활용할 수 있다.

그러나, 종래의 난수 발생 장치는 일반적으로 선형 쉬프트 레지스터 1개 또는 여러 개를 복잡한 방법으로 결합하거나, 하나의 선형 쉬프트 레지스터가 다른 선형 쉬프트 레지스터를 시작 제어하는 방법이며, 따라서 1비트를 발생하기 위하여 1회 또는 수회의 동작이 필요한 단점을 갖는다.

그러나, 본 발명에 사용된 가산 생성기는 선형 쉬프트 레지스터의 각 단을 비트 단위에서 워드 단위로 확장한 것으로, 가산 생성기의 각 단의 크기는 구현 프로세서의 기본 연산 단위에 맞추어 8비트, 16비트, 32비트 등으로 할 수 있으며, 물론 다른 크기로도 설정하여 사용 가능하다. 이러한 가산 생성기는 1회 동작에 n(≥2) 비트 정보를 발생할 수 있으므로 선형 쉬프트 레지스터에 비하여 그 효율성이 절대적으로 우수하다.

이를 위해, 본 발명은 2개의 가산 생성기와 메모리, 어드레스 선택기로 구성되며, 그 동작 과정을 살펴보면 먼저 사용된 2개의 가산 생성기를 초기화한 다음, 하나의 가산 생성기를 필요한 횟수만큼 동작시켜 메모리에 설정하고, 다른 하나의 가산 생성기를 1회 동작하여 얻은 정보를 어드레스로 하는 메모리 저장 정보를 출력하며, 메모리 설정에 사용된 가산 생성기를 1회 동작하여 출력 정보의 어드레스에 해당하는 메모리에 새로이 설정한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명 에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 워드 난수 발생 장치의 일실시예 구성 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 워드 난수 발생 장치는, 내부에 구비된 가산값 발생부로부터 발생되는 가산값을 이용하여 k워드 난수 및 n워드 난수를 제공하는 워드 난수 발생부(210)와, 다수의 어드레스(X[0], X[1], ···, X[2^k-1])에 데이터를 저장하고 있는 저장부(220)와, 워드 난수 발생부(210)로부터 출력된 k워드 난수를 어드레스 정보로 입력받아, 저장부(220)의 다수의 어드레스(X[0], X[1], ···, X[2^k-1]) 중에 하나의 어드레스를 지정하여, 지정된 어드레스의 데이터가 출력되도록 하고, 데이터가 출력된 어드레스에 n 워드 난수가 저장되도록 하는 어드레스 선택부(230)를 구비한다.

워드 난수 발생부(210)는 어드레스 선택부(230)로 제1 워드 난수를 출력하는 제1 워드 난수 발생기(211)와, 저장부(220)로 제2 워드 난수를 출력하는 제2 워드 난수 발생기(212)를 구비한다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 가산값을 이용한 워드 난수 발생 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1 및 제2 워드 난수 발생기(211, 212)의 초기치를 랜덤한 값으로 설정한 다음, 제2 워드 난수 발생기(212)는 2^{k}번 동작하여 출력되는 제2 워드 난수들을 저장부(220)의 다수의 어드레스(X[0], X[1], ···, X[2^k-1])에 각각 저장한다(402). 이때, 제2 워드 난수 발생기(212)의 2^{k}번 동작 중 첫 번째 동작 의 출력 제2 워드 난수를 X[0]에 설정하고, 두 번째 동작의 출력 제2 워드 난수를 X[1]에 설정하며, 이를 반복하여, 마지막, 2^{k}번째 동작의 출력 제2 워드 난수를 X[2^k-1]에 설정한다. 이어서, 제1 워드 난수 발생기(211)를 1회 동작하여 제1 워드 난수를 어드레스 선택부(230)로 출력한다.

이어서, 어드레스 선택부(230)는 제1 워드 난수 발생기(211)로부터 출력된 제1 워드 난수를 어드레스 정보로 이용하여, 저장부(220)의 다수의 어드레스(X[0], X[1], ···, X[2^k-1]) 중에 하나의 어드레스를 지정하고, 지정된 어드레스의 제2 워드 난수가 외부로 출력되도록 한다. 예를 들면, 어드레스 선택부(230)가 저장부(220)의 어드레스(X[n])를 지정하면, 지정된 어드레스(X[n])에 저장된 제2 워드 난수는 외부로 출력되고, 곧바로 제2 워드 난수 발생기(212)로부터 출력되는 또 다른 제2 워드 난수가 저장부(220)의 어드레스(X[n])에 저장된다.

따라서, 상기 동작 과정을 계속해서 반복하므로써, 계속하여 제2 워드 난수를 얻을 수 있게 된다.

도 3은 상기 도 2의 워드 난수 발생부에 구비된 가산값 발생부의 일실시예 구성을 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 도 2의 워드 난수 발생부에 구비된 가산값 발생부는, 워드 저장부(213)로부터 전달되는 n비트 단위의 워드(X₀, X₁, X₂, ···, X_m-1)을 이용하여 가산값을 출력하는 가산값 발생기(214)와, 외부로부터 인가되는 초기 화 신호에 의해 초기화되어 n비트 단위의 워드(X₀, X₁, X₂, ···, X_m-1)를 일시 저장한 후 가산값 발생기(214)로 전달하고, 가산값 발생기(214)로부터 출력되는 가산값을 최하위비트로부터 최상위비트 순서로 일시 저장한 후 외부로 출력하는 워드 저장부(213)를 구비한다.

여기서, n은 2이상의 정수이다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 가산값 발생부의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, 워드 저장부(213)는 외부로부터 인가되는 초기화 신호에 의해 초기화된 상태에서, n비트 단위의 워드(X₀, X₁, X₂, ···, X_m-1)를 일시 저장한 후, 가산값 발생기(214)로 전달한다.

이어서, 가산값 발생기(214)는 워드 저장부(213)로부터 출력된 n비트 단위의 워드(X₀, X₁, X₂, ···, X_m-1)를 입력받아, 하기의 (수학식 1)을 이용하여 계산한 가산값(X)을 워드 저장부(213)의 최하위비트로 출력한다.

상기 (수학식 1)에서, a₀X₀+ a₁X₁+ ··· + a_m-1X_m-1=A라고 가정하면, A를 2ⁿ으로 나눈 나머지 값이 X이다. 각 X_{i-1}들을 X_{i}로 치환한다. 즉, X_{0} = X_{1}, X_{1}=X_{2}, ... , X_{m-2}=X_{m-1}로 설정하고, X_{m-1}=X로 설정하며, X_{0}를 출력한다. 따라서, 가산값 발생기(214)의 출력은 n 비트 워드가 된다. 여기서, 모든 a_{i}들은 0 또는 1의 값을 갖는다.

이어서, 가산값 발생부로부터 출력된 가산값들이 최하위비트에서 최상위비트까지 모두 채워지면, 워드 저장부(213)는 이 가산값을 외부로 출력하고, 워드 난수 발생부(210)는 출력된 가산값을 이용하여 워드 난수를 발생하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 워드 난수 발생 방법의 수행 과정을 나타내는 일실시예 흐름도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 제1 및 제2 워드 난수 발생기(211, 212)의 초기치를 랜덤한 값으로 설정한 다음(401), 제2 워드 난수 발생기(212)는 2번 동작한 후 출력된 워드 난수들을 저장부(220)의 다수의 어드레스(X[0], X[1], ···, X[2^k-1])에 저장한다(402).

이어서, 제1 워드 난수 발생기(212)는 1회 동작하여 제1 워드 난수를 어드레스 선택부(230)로 출력하고(403), 어드레스 선택부(230)는 제1 워드 난수를 입력받아 저장부(220)의 다수의 어드레스(X[0], X[1], ···, X[2^k-1]) 중의 한 어드레스를 지정하여 제2 워드 난수를 외부로 출력시킨다(404). 이렇게, 제2 워드 난수가 외부로 출력된 어드레스에는, 제2 워드 난수 발생기(212)로부터 출력되는 또 다른 제2 워드 난수가 다시 저장된다(405).

따라서, 계속해서 제2 워드 난수 출력을 얻기 위해서는 상기의 과정(403 내지 405)을 반복 수행한다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 워드 난수 발생 장치 및 방법은, 가산 생성부의 출력 크기와 난수 발생부의 출력 크기를 8 비트, 16 비트, 32 비트 등의 구현 프로세서의 워드 단위로 하므로써, 하드웨어 및 소프트웨어 등에서의 구현이 실질적으로 용이해지는 효과가 있다.

Claims

통신시스템이나 컴퓨팅 시스템에서 워드 난수를 발생하는 장치에 있어서,

내부에 구비된 가산값 발생부로부터 발생되는 가산값을 이용하여 제1 및 제2 워드 난수를 제공하는 워드 난수 발생수단;

상기 워드 난수 발생수단으로부터 제공되는 제2 워드 난수들을 저장하여 외부로 출력하는 저장수단; 및

상기 제1 워드 난수를 어드레스 정보로 입력받아 상기 저장수단의 어드레스를 지정하여, 지정된 어드레스의 데이터가 출력되도록 하고, 지정된 어드레스에 상기 워드 난수 발생수단으로부터 생성된 또 다른 제2 워드 난수가 저장되도록 하는 어드레스 선택수단을 포함하는 워드 난수 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 워드 난수 발생수단은,

상기 제1 워드 난수를 상기 어드레스 선택수단으로 출력하는 제1 워드 난수 발생부; 및

상기 제2 워드 난수를 상기 저장수단으로 출력하는 제2 워드 난수 발생부를 포함하는 워드 난수 발생 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 워드 난수 발생부는 각각,

비트 단위의 워드를 이용하여 계산한 가산값을 출력하는 가산값 발생부; 및

외부로부터 인가되는 초기화 신호에 의해 초기화되어 상기 비트 단위의 워드를 일시 저장한 후 상기 가산값 발생부로 전달하고, 상기 가산값을 일시 저장한 후 외부로 출력하는 워드 저장부를 포함하는 워드 난수 발생 장치.
통신시스템이나 컴퓨팅 시스템에서 워드 난수를 발생하는 방법에 있어서,

제1 및 제2 워드 난수 발생기를 초기화하는 제 1 단계;

상기 제1 워드 난수 발생기를 소정의 횟수만큼 동작시켜 얻은 제1 워드 난수를 메모리내의 다수의 어드레스에 저장하는 제 2 단계;

상기 제2 워드 난수 발생기를 1회 동작하여 얻은 제2 워드 난수를 어드레스 선택부로 출력하는 제 3 단계; 및

상기 어드레스 선택부에서 상기 제2 워드 난수를 입력받아 상기 메모리에 저장된 다수의 어드레스중의 한 어드레스를 지정하여, 지정된 어드레스에 저장된 워드 난수를 출력시키고, 외부로 출력된 어드레스에 상기 제1 워드 난수 발생기로부터 출력되는 또 다른 제1 워드 난수를 다시 저장하는 제 4 단계를 포함하는 워드 난수 발생 방법.