SU1101820A1 - Датчик случайных последовательностей - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ , содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика и с входом Опрос генератора случайных кодов, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  быстроде1- стви , он содержит два дешифратора ,, группу коммутаторов, регистр пам ти и два коммутатора, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми информационными входами коммутаторов группы, синхронизирующие входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы первого дешифратора соединены с группой управл ющих входов первого коммутатора соответственно и с первыми управл ющими входами соответствующих коммутаторов группы, выходь второго дешифратора соединены d группой управл ющих входов второго коммутатора соответственно и с вторыми управл ющими входами соответствующих коммутаторов группы, первый и второй выходы каждого из которых соединены (Л соответственно с информационным и синхронизирующим входами соответствующего разр да регистра пам ти, выходы которого соединены с группами информационных входов первого и второго коммутаторов соответственно.

Description

11 Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при математическом моделировании сетей св зи,систем управлени , в системах формировани  ключевых кодов, устройствах формировани  специальных сигналов, в составе автоматизированных систем управле ни  и контрол . В указанных област х возникает не обходимость формировани  всех случай ных кодов, содержащих гп позиций, на равно h из которых располагаютс  еди ницы, а на остальных № - И - нули. Известны устройства, обеспечивающие получение последовательности кодов , содержащих m позиций, на п из которых располагаютс  единицы, а на остальных m - п - нули 1 j , Недостатком этих устройств  вл ет с  их сложность. Наиболее близким к изобретению  в л етс  датчик случайных последовательностей , содержащий генератор так товых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика и с входом Опрос генератора случайных кодов, первый и второй блоки сравнени , первый, второй и третий су2«}маторы, первый и второй вычитател первый и второй делители, умножитель компаратор, ключ, элементы ИЛИ и И-НЕ 2 . Недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие за счет необходимости выполнени  опера дий делени  и .умножени  двоичных чисел . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства. Дл  достижени  поставленной цели в датчик случайных последовательное тей, содержащий генератор тактовьп г-мпульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика и с входом Опрос генератора случайных кодов , введены два дешифратора, группа коммутаторов 5 регистр пам ти и два коммутатора, выходы которых соединены соответственно с первым и вто рЪми информационными входами коммутаторов группы, синхронизирующие входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, вькюдь первого дешифратора соединены с группой управл ющих входов первого коммутатора соответственно и с первы ми управл ющими входами соответстную 0 щих коммутаторов группы, выходы второго дешифратора соединены с группой управл ющих входов второго-коммутатора соответственно и с вторыми управл ющими входами соответствующих коммутаторов группы, первый и второй выходы каждого из которых соединены соответственно с информационным и синхронизирующим входами соответствующего разр да регистра пам ти, выходы которого соединены с группами информационных входов первого и второго коммутаторов соответственно. jНа фиг. 1 приведена структурна  схема генератора; на фиг. 2 - схема одного коммутатора из группы коммутаторов . Предлагаемый датчик содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 случайных кодов, дешифратор 3, счетчик 4, дешифратор 5, коммутаторы 6, регистр 7 пам ти, коммутаторы 8 и 9, входь 10 - 14 коммутаторов 6. Все блоки предложенного устройства могут быть выполнены на основе серийных интегральных схем. Работа датчика основана на методе случайных перестановок, который заключаетс  в следующем. Дана произвольна  т-разр дна  двоична  последовательность , в которой находитс  И равных единице разр дов. Беретс  первый разр д последовательности и его значение обмениваетс  со значением случайно выбранного ра:зр да этой же последовательности . Затем беретс  второй разр д данной последовательности и его значение обмениваетс  со значением другого случайно выбранного разр да этой же последовательности. Указанна  процедура повтор етс  in ра.з. В результате получаетс  последовательность , отличающа с  от исходной позици ми единичных разр дов, но количество единиц при этом не измен етс  . В исходном положении счетчик 4 находитс  в нуле, а в регистре 7 хранитс  произвольное т-разр дное двоичное число, ц произвольных позиций которого зан ты единицами. Рассмотрим работу датчика в течение одного такта. Пусть состо ние счетчика 4 равно k, а состо ние генератора 2 - h Состо ние счетчика 4 преобразуетс  дешифратором 5 в унитарный код,, кото3

рый подаетс  на входы 12 коммутатора 6 и на управл ющие входы коммутатора 9. Этот код определ ет номер  чейки регистра 7. информаци  из которой через соответствующий К-й элемент И коммутатора 9 поступает на вход 14 всех коммутаторов 6. Формируемый генератором 2 случайный двоичный код преобразуетс  дешифратором 3 в случайный унитарный код (случайным  вл етс  номер единичной позиции кода) который подаетс  на входы 11 коммутаторов 6 и на управл ющие входы коммутатора 8. Этот код определ ет номер второй  чейки регистра 7, информаци  из которой через соответствующий L-Й элемент И коммутатора 8 поступает на вход 13 всех коммутаторов 6, Информаци  от коммутатора 8 проходит через структуру 6.2 на информационный вход только той  чейки регистра 7, номер которой совпадает с камерой единичной позиции формируемого счетчиком 4 и дешифратором 5 унитарного кода, который поступает на входы 12 коммутаторов 6, поскольку данный унитарный код может открыть только один из элементов И структур 6.2. Информаци  от коммутатора 9 проходит через соответствующую структуру 6.2 на информационный вход только той  чейки регистра 7, номер которой совпадает с номером единичной позиции формируемого генератором 2 и дешифратором 3 случайного унитарного кода который поступает на входы 11 коммутаторов 6.

Таким образом, информаци  из К-й  чейки регистра 7 поступает на информационный вход L-й  чейки этого же регистра, а информаци  из L-й

8204

 чейки поступает на информационный вход К -и  чейки регистра 7. Очередной тактовый импульс может пройти через элемент 6.1 на управл ющие входы соответствующих  чеек регистра 7, номера которых совпадают с номерами единичных позиций в унитарных кодах, поступгиощих на входы 11 и 12 коммутаторов 6. Тем самьм обеспечиваетс  запись новой информации в  чейки регистра 7 с номерами К и L, и режим хранени  информации дл  всех остальных  чеек регистра.

Запись происходит следующим образом .

По переднему фронту тактового импульса первые ступени k -го и Ь-го триггеров регистра 7 воспринимают новую информацию, котора  передаетс  во вторые ступени этих триггеров по заднему фронту этого же тактового импульса. Таким образом, за один такт работы устройства происходит обмен информацией между двум   чейками регистра 7, одна из которых определ етс  детерминированно состо нием счетчика 4, а друга  - случайным образом состо нием генератора 2. По окончании тактового импульса состо ние счетчика 4 увеличиваетс  на единицу , а на выходе генератора 2 форми руетс  новьй случайный двоичный набор .

С приходом тактовых импульсов содержимое всех  чеек регистра 7 перемешиваетс  случайным образом, но количество единиц в новой последовательности остаетс  таким же, как и в исходной. Полученную последовательность можно использовать дл  формировани  следующей.

-1 ::Я

N

ка

Vr,

Cvl

Ь

It

TT

.i

Claims (1)

1. ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ, содержащий генератор так· товых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика и с входом Опрос генератора случайных кодов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит два дешифратора,. группу коммутаторов, регистр памяти и два коммутатора, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми информационными входами коммутаторов группы, синхронизирующие входы которых подключены 'к выходу генератора тактовых импульсов, выходы первого дешифратора соединены с группой управляющих входов первого коммутатора соответственно и с первыми управляющими входами соответ ствующих коммутаторов группы, выхода второго дешифратора соединены <3 группой управляющих входов второго коммутатора соответственно и с вторыми управляющими входами' соответствующих коммутаторов группы, первый и второй выходы каждого из которых соединены соответственно с информационным и синхронизирующим входами соответствующего разряда регистра памяти, выходы которого соединены с группами информационных входов первого и второго коммутаторов соответственно.