SU978147A1 - Генератор псевдослучайных последовательностей импульсов - Google Patents

Description

(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

1

Изобретение относитс  к вычисли- тельной технике и может быть использовано в качестве устройства дл  определени  технологии св зей многовходового сумматора по модулю два, на выходе которого формируютс  сдвинутые копии псевдослучайных последовательностей . Использование сдвинутых копий псевдослучайных последовател ьностей позвол ет строить экономичные генераторы псевдослучайных чисел, а также организовать автономные устройства дл  имитации случайных процессов с заданными характеристиками.

Известно устройство дл  формировани  сдвинутых копий псевдослучайных сигналов, состо щее из генератора тактовых импульсов первого элемента ЗАПРЕТ, регистра сдвига с сумматором по модулю два и т-двухвходовыми элементами И в цепи обратной св зи, дешифратора , второго элемента ЗАПРЕТ, счетчика, блока пам ти, сумматоров по модулю два, и индикаторов С1.

Недостатком этого устройства  вл етс  его сложность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  генератор псевдослучайных последовательностей импульсов, содержащий геИМПУЛЬСОВ

нератор тактовых импульсов, элеме1 ты ЗАПРЕТ, И, ИЛИ, счетчик, дешифратор, сумматор по модулю два, регистр сдвига C2J.

Недостатком этого генератора  вл етс  недостаточно высока  точность определени  топологии св зей сумматора по модулю два дл  формировани  сдвинутых копий псевдослучайной по- . следовательности.

Цель изобретени  - повышение точности генератора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в генератор псевдослучайной последовательности, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ЗАПРЕТ, вторые входы которых соединены с

20 выходом счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, третий вход которого подключен к выходу дешифратора, выхода первого элемента ЗАПРЕТ соединен с 25 входом СДВИГ регистра сдвига, первые разр дные выходы которого соеди .нены. с первыми входами соответствующих элементов И группы, вторые входы которых образуют группу входов генепатора , а чыходы элементов II группы соединены с соответствующими входами сумматора по модулю два, выход которого  вл етс  выходом генератора и соединен с информационным входом регистра сдвига, введены коммутатор и группа сумг/1аторов по модулю два, выходы которых соединены с соответствующими входами дешифратора, вторые разр дные выходы регистра сдвига соединены с первыми входами соответствующих- сумматоров по модулю два группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора . На фиг-. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 - схема генератора дл  случа  п тиразр дного регистра сдвига. Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, элемент 2 ЗАПРЕТ регистр 3 сдвига с сумматором по модулю два и элементами И в цепи обратной св зи, дешифратор 4, элемент 5 ЗАПРЕТ, счетчик 6, сумматоры 7 по модулю два и коммутатор 8. Генератор работает следующим образом . Тумблера коммутатора 8 могут находитьс  либо все в единичном положе нии, режим генерировани  М-последова тельности, либо i-ый тумблер в нулеВом положении, а все остальные в еди ничном, режим определени  сЛ-(е), определ ющий топологию св зи i-ro ра р да регистра сдвига с i-ым входом m входового сумматора по модулю два, навыходе которого получаетс  сдвину та  на 6 тактов копи  М-последовательности . Предполоиотм, что после включени  генератора в нулевом положении находитс  первый тумблер коммутатора 8, а все остальные - в единичном. Такто вые импульсы из генератора 1 тактовы импульсов через элемент ЗАПРЕТ 2 поступают на синхровходы регистра 3 сдвига, который начинает генерировать псевдослучайную М- последователь ность . В момент времени, когда в  чейках регистра 3 хранитс  комбинаци  100...00, т.е. первый триггер на ходитс  в единичном состо нии/ а все остальные в нулевом, на выходах всех двухвходовых сумматоров по модулю дв нахрдитс  единица. Таким образом, на выходе деишфратора 4, представл ю щего собой m входовой элемент И,вырабатываетс  резрашающий сигнал дл  второго элемента ЗАПРЕТ 5. После того , как срабатывает элемент ЗАПРЕТ 5 такт.овые импульсы с генератора 1 начинают поступать на вход счетчика 6, на который перед началом работы уста навливаетс  код числа 6, где m разр дность регистра 3 сдвига, а .В число тактов, на которые необходимо получить сдвинутую последовательност В момент времени, когда счетчик 6 ранит код 2 - 1, т.е. по истечению -1 тактов,.на выходе счетчика форируетс  сигнгш запрещающий прохожение импульсов счета через элемент 5 и элемент 2. Прекращение сдвига нформации в регистре 3 сдвига говоит о том, что информаци , хран ща с  на регистре сдвига,  вл етс  знаением символов М-последовательности ерез е-I такт. При этом на выходе сумматора по модулю два цепи обратной св зи регистра 3 сдвига, фиксирует  значение двоичной цифры b(1)e{0,lJ, vn авной b () Е otj oj ((K+eJ,{i) де а (k+)-1) - содержание i-ro азр да регистра сдвига в +1-1 такт работы, а знак означает операцию cyм 1иpoвaни  по модуЬю Подобным образом дл  любого ,т, переключа  i-ый тумблер, в нулевое положение , а остальные оставл   в еди- ничном, путем моделировани  () такт работы генератора М последовательност получаем значение гп Ь(1) 11о(..-а.. (k+e-1) a.Ck+e) (Z) js-l причем дл  каждого значени  i начальные услови , т.е. значени  a;(,l, j 1,m отличны и определ ютс  из системы уравнений a.,-(k) 1 при j i (-3 aj (k) О при j i В общем случае последовательность символов М последовательности, сдвинута  на Е тактов, определ етс  согласно выражени  a lk+ej SI a.(k) S- (k-) , (4) где сЛ(е) - коэффициенты, определ ющие топологию св зей многовходового сумматора по модулю два, на выходе которого получаетс  сдвинута  на 2 тактов копи  М последовательности, причем (j ()e {0,lj ,j 1 ,m. Учитыва , что в нашем случае aj(k) дл  каждого .i-ro эксперимента определ ютс  согласно (3), выражение (4) принимает следующий вид а Ck+e) с,-(е) (5) Далее, учитыва  (2), очевидно, что с/,-(е)Ы1), т.е. 1-ый коэффициент У ,- () определ етс  как значение двоичной цифры на выходе сумматора по модулю два при i-ых начальных услови х, удовлетвор ющих (3). Начальные услови  дл 

пределени  i-го коэффициента соласно (3) задаютс  тумблерами 8,

ричем только j-ый тумблер ,,m, ключаетс  в нулевое положение, а все остсшьные должны быть включены в единичное положение.

Таким образом, путем последовательного задани  начальных значений (начального кода хранимого на регистре), посредством замыкани  контактов тумблеров 8 и проведени  моделировани  работы генератора, Р-1 такт на выходе сумматора по модулю два, включенного в цепь обратной св зи послеовательно , получаютс  коэффициенты ((В). При включении всех тумблеров

8в единичное положение, устройство работает как обычный генератор М последовательности .

Более подробно работу генератора псевдослучайной последовательности по сним на конкретном примере. На фиг. 2 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства при дл  случа , когда d- 1, г 0.5 , , . Пусть требуетс  определить топологию св зей многовходового сумматора по модулю два, на выходе которого получаетс  сдвинута  на тактов исходна  М последовательНость . Предварительно перед каждым этапом моделировани  на двоичный счетчик 6 записываетс  код числа 2 9 23. В первый этап моделировани  только первый тумблер блока 8 устанавливаем в нулевое положение. Тактовые импульсы с блока 1 поступают на синхровходы D-триггеров егистра 3 через элемент Н 2. в момент , когда в  чейках регистра 3 сдвига будет хранитьс  комбинаци  100...00. дешифратор 4 вырабатывает единичный разрешающий сигнал, который устанавливает триггер блока 5 в единичное состо ние и таким образом, разрешает прохождение импульсов с генератора 1 тактовых импульсов через элемент И блока 5 на вход счетчика 6. После G -1 тактов работы устройства в целом на счетчике хранитс  код числа 31, т.е. все триггеры счетчика 6 наход тс  в нулевом состо нии. Сигнал, формируемый на выходе блока 6, запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент 5 и элемент 2. В этот момент на выходе сумматора по одулю два 3 фиксируетс  значение воичной цифры Ь(, котора  однозначно определ ет ), т.е. с/(9) 1. Таким образом, последовательно задава сь различными значени ми начальных условий, получаютс  сЛ,) .

Результаты моделировани  сведены в таблицу.

Коэффициенты, определ ющие топологию св зей многовходового cy Iмaтopa по модулю два, на выходе которого получаетс  сдвинута  на 9 тактов М последовательность , имс-т следуи шП вид, c/i(9) 1, cr-2f9)0, сЛэС)1, ).1,

сЛ f 9) 1 .

i ja (k) Ja2((k)|a4(k)ja5(k)Ic/,(;9)

10

15

Преимуществом предлагаемого генератора  вл етс  простота и удобство определени  топологии св зей сумма0 тора по модулю два обеспечени  возможности генерировани  заданной копии псевдослучайной последовательности .

5

изобретени 

Генератор псевдослучайных последовательностей импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов,

0 выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов IЗАПРЕТ, вторые входы которых соедиHGinj с выходом счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго

5 элемента ЗАПРЕТ, третий вход которого подключен к выходу дешифратора, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с входом СДВИГ регистра сдвига, первые разр дные выходы которого сое0 динены с первыми входами соответст-. вующих элементов И группы, вторые входы которых образуют группу входов генератора, а выходы элементов И группы соединены с соответству;э5 щими входами сумматора по модулю два, выход которого  вл етс  выходом генератора и соединен с информационным входом регистра сдвига, отличающийс  тем, что, с целью повыше0 ни  точности генератора, он содержит коммутатор и группу сумматоров по модулю два, выходы которьах соединены с соответствующими входами дешифратора , вторые разр дные выходы реги5 стра сдвига соединены с первыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора.

0

Источники информации, ; прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 527012, кл. С 06 F 7/58, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 3252992/18-24 (прототип)

5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Генератор псевдослучайных последовательностей импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов 'ЗАПРЕТ, вторые входы которых соединены с выходом счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, третий вход которого подключен к выходу дешифратора, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с входом СДВИГ регистра сдвига, первые разрядные выходы которого соединены с первыми входами соответст-. вующих элементов И группы, вторые входы которых образуют группу входов генератора, а выходы элементов И группы соединены с соответствующими входами сумматора по модулю два, выход которого является выходом генератора и соединен с информационным входом регистра сдвига, отличающийся тем, что, с целью повышения точности генератора, он содержит коммутатор и группу сумматоров по модулю два, выходы которых соединены с соответствующими входами дешифратора, вторые разрядные выходы регистра сдвига соединены с первыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора.