SU1185582A1 - Генератор псевдослучайных чисел - Google Patents

Abstract

1, ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий счетчик, разр дные выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с информационными входами накопител , шину тактовых импульсов, блок начальной установки, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет формировани  линейных последовательностей с различными свойствами, в него введены В последовательно соединенных счетных триггеров, первый и второй элементы И, триггер управлени , формирователь одиночного импульса, коммутатор, шина управлени , элемент НЕ, выход которого соединен с входами синхронизации Е счетных триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора , выход которого соединен с ин- формационным входом накопител . выход которого соединен со счетным входом первого из Р триггеров, установочные входы которых объединены между собой и соединены со счетным входом триггера управлени , выходом формировател  и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом переполнени  счетчика, вход синхронизации которого соединен с выходом первого элемента И, суммирующий вход счетчика соединен с входом управлени  накопител , входом элемента НЕ и с выходом второго элемента И, первый вход которого соеg динен с шиной тактовых импульсов, (Л соединенной с первым входом формировател  одиночного импульса, с вторым входом которого соединена шина управлени , второй вход второго элемента И соединен с выходом триггера управлени , установочный вход которого соединен с выходом блока начальной установки, 2, Генератор по п, 1, отличающийс  тем, что формирователь одиночного импульса содердит два последовательно соединенных D -триггера, пр мой и инверсный выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента И-НЕ соответственно, входы синхронизации Г -триггеров соединены между собой и с первым входом формировател  установочные входы D -триггеров соединены между собой и с вторым входом формировател , выход элемента И-НЕ  вл етс  выходом формировател .

Description

1

Изобретение относитс  к импульсной технике.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет формировани  линейных последовательностей с различными свойствами.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема генератора псевдослучайных чисел; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Генератор псевдослучайных чисел (фиг. 1) содержит коммутатор 1, соединенный с накопителем 2, дешифратор 3, соединенный со счетчиком 4, второй элемент И 5, соединенный с элементом НЕ 6, последовательно соединенные 2 счетных триггеров 7 (7.1-7.), триггер 8 управлени , формирователь 9 одиночного импульса первый элемент И 10, причем формирователь 9 соединен с установочными входами триггеров 7, шинами: управлени  11 и тактовых импульсов 12, блок 13 начальной установки, соединенный с триггером 8, причем выход формировател  9 соединен через последовгтельно соединенные триггер 8, элемент И 5 и элемент НЕ 6 с входами счетных триггеров 7, другие входы которых подключены к выходу формировател  9 и входам триггера 8 и элемента И 10, выходы элементов И 5 и 10 через последовательно соединенные счетчик 4, дешифратор 3 и накопитель 2 соединены с входом первого триггера 7, выходы триггеров 7 подключены к входам коммутатора 1, выход которого соединен с одним из входов накопител  2.

Формирователь 9 одиночного импульса может быть выполнен на двух последовательно соединенных Б-три герах 9.1 и 9.2 и элементе И-НЕ 9.3

Генератор псевдослучайных чисел работает следующим образом.

Перед очередным циклом работы генератора на первую группу входов настройку счетчика 4 (фиг. 1) необходимо подать позиционный код настройки счетчика, определ ющий его модуль пересчета. На вторую группу входов настройки (фиг. 1) подаетс  позиционный или унитарный (в зависимости от типа используемого коммутатора) код настройки кo мyтaтopa 1. Блок 13 начальной установки вырабатывает нулевой оди855822

ночный импульс, который устанавливает триггер 8 управлени  в нулевое состо ние.

Цикл работы генератора начинаетс  с подачи на шину 11 управлени  единичного импульса (например от кнопки) с длительностью, большей длительности тактового импульса (фиг. 2 (Н ). По переднему фронту

10 единичного запускающего импульса формирователь 9 одиночного импульса генерирует одиночный синхронный импульс (фиг. 25), по окончании которого все счетные триггеры 7.1,

15 7.2,..., 7.Р и триггер 8 управлени  устанавливаетс  в единичное состо ние. Этот импульс (через элемент И 10) разрешает занесение кода настройки m в счетчик 4.

20 Логическа  1 на пр мом выходе триггера 8 управлени  разрешает про хо;кдение тактовых импульсов, начина  с второго импульса, с шины 12 тактовых импульсов через

25 элемент И 5 (фиг. 2 Р) на управл ющий вход накопител  2, на счетньгй вход счетчика 4 и через инвертор 6 - на синхровходы всех счетных триггеров 7.1, 7.2,..., 7Г

В течение действи  второго тактового импульса накопитель 2 находитс  в режиме чтени  из  чейки с адресом А , По окончании действи  тактового импульса, т.е. в паузе, накопитель 2 переходит в релсим записи, и в  чейку с адресом

А запишетс  единица (фиг. 2), котора  поступает на информадионнь1й вход накопител  2 с выхода счетного триггера 7.1, где Ic определ етс  кодом настройки коммутатора 1.

С приходом следующего тактового импульса на шину 12 тактовых импульсов накопитель 2 переходит в режим чтени  из  чейки с адресом А так как состо ние счетчика 4 увеличилось на единицу. Информаци , считанна  из  чейки

накопител  2, суммируетс  по модулю два с информацией, записанной в счетном триггере 7.1 (в данньш момент с нулем), и сохран ес  в этом триггере. Каждьй последущий счетный триггер 7.2,..., 7.k суммирует по модулю два состо ние предыдущего счетного триггера со своим собственным состо нием и хранит вновь полученную сумму по модулю два. В паузе между тактовыми импульсами накопитель 2 переходит в режим записи в  чейку с aRpeсом А.

С приходом oi -го тактового импульса ( г ) происходит чтение из  чейки с адресом / tn+oC и затем в паузу - запись в нее нового состо ни  триггера 7. k..C приходом (af+1)-ro тактового импульса на выходе переноса счетчика 4 по вл етс  нулевой импульс (фиг. 2 и) который на выходе первого элемента И 10 (фиг. 2k) вызьгеает соответствующий нулевой импульс, который, в свою очередь, разрешает занесение в счетчик 4 кода настройки т.

При этом происходит чтение из  чейки накопител  2 с адресом Л.

Таким образом, накопитель 2 совместно со счетчиком 4 и дешифратором 3 адреса выполн ет функции синхронного регистра сдвига длиной 2 -т где т - код настройки счетчика 4. Вс  схема в целом позвол ет получить с выходов триггеров 7.1, 7.2,..., 7k, где 1 Р не«оррелированные псевдослучайные -разр дные числа в каждом такте (фиг. 2 л , м) .

После повторной подачи единичного импульса на шину управлени  формирователь 9 одиночного импульса вырабатывает нулевой одиночный синхронный импульс, который устанавливает триггер 8 управлени  в нулевое состо ние. Подача тактовых импульсов на управл ющий вход накопител  2, на счетный вход счетчика 4 и через инвертор 6 на синхровходы счетных триггеров 7.1, 7.2,..., 7. прекращаетс , следовательно, устройство перестает генерировать псевдослучайные числа, т.е. переходит в режим Остановка. В этом режиме можно по желанию пользовател  установить новый код настройки

счетчика 4 и код настройки коммутатора 1, т.е. произвести настройкУ генератора на новый полином.

После следующей подачи едининного импульса на шину 11 управлени  начинаетс  новый цикл генерировани  последовательности псевдослучайных чисел.

Период Т повторени  псевдослучайных чисел, генерируемых предлагаемым устройствот#, можно записать по известной формуле дл  периода М-последовательности

,

где 5 - длина .регистра сдвига.

В данном устройстве обща  длина регистра сдвига

у

k , при kiB ,

где г - разр дность кода адреса

накопител  2

т - код настройки счетчика 4i Ч - номер счетного триггера 7. k, с которого снимаетс  сигнал обратной св зи и подаетс  на информационный вход накопител  2 (определ ет максимальную разр дность получаемых псевдослучайных чисел)j t- общее количество счетных

триггеров .

Величина 2 - m определ ет коэффициент пересчета счетчика 4.

Таким образом, период повторени  псевдослучайных чисел Т , генерируемых предлагаемым устройством, выражаетс  следукицей формулой:

.Т .

Варьиру  величинами m и k которце определ ютс  соответствующими кодами настроек, можно настроить устройство на генерирование требуемой М-последовательности.

ojf/tg

Claims (2)

1. ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий счетчик, разрядные выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с информационными входами накопителя, шину тактовых импульсов, блок начальной установки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования линейных последовательностей с различными свойствами, в него введены Е последовательно соединенных счетных триггеров, первый и второй элементы И, триггер управления, формирователь одиночного импульса, коммутатор, шина управления, элемент НЕ, выход которого соединен с входами синхронизации ? счетных триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого соединен с ин- ·, формационным входом накопителя, выход которого соединен со счетным входом первого из Р триггеров, установочные входы которых объединены между собой и соединены со счетным входом триггера управления, выходом формирователя и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом переполнения счетчика, вход синхронизации которого соединен с выходом первого элемента И, суммирующий вход счетчика соединен с входом управления накопителя, входом элемента НЕ и с выходом второго элемента И, первый вход которого сое- § динен с шиной тактовых импульсов, соединенной с первым входом формирователя одиночного импульса, с вторым входом которого соединена шина управления, второй вход второго элемента И соединен с выходом триггера управления, установочный вход которого соединен с выходом блока начальной установки.

2. Генератор по π. 1, отличающийся тем, что формирователь одиночного импульса содердит два последовательно соединенных D -триггера, прямой и инверсный выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента И-НЕ соответственно, входы синхронизации Г -триггеров соединены между собой и с первым входом формирователя установочные входы Ώ -триггеров соединены между собой и с вторым входом формирователя, выход элемента И-НЕ является выходом формирователя.