Датчик случайных последовательностей

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при математическом моделировании сетей связи, систем управления, в системах формирования ключевых кодов,устройствах формирования специальных сигналов, в составе автрматизированных систем управления и контроля. Целью изобретения является упрощение устройства . Для того в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, вероятностный 1,К-полюсник, регистр сдвига, элементы И, ИЛИ, дйа коммутатора , введены элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и Т-триггеры. I ил. о (О (Л to со О5 4;;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (рр 4 G 06 F 7/58

1:(, >с .с . с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3814003/24-24 (22) 19.11.84 (46) 07.06.86. Бюл. У 21 (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) В.Ю.Ларченко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 404078, кл. G 06 F 7/58, 1971

Авторское свидетельство СССР

11 - 1101820, кл. G 06 Р 7/58, 1982.

ÄÄSUÄÄ 1236470 А 1 (54) ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ПОСЛКДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при математическом моделировании сетей связи, систем управления, в системах формирования ключевых кодов, устройствах формирования специальных сигналов, в составе автоматизированных систем управления и контроля. Целью изобретения является упрощение устройства. Для того в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, вероятностный Х,К-полюсник, регистр сдвига, элементы И, ИЛИ, два коммутатора, введены элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ н Т-триггеры. 1 ил.

I? 36!

30

50

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при математическом моделировании сетей связи, систем управления в системах формирования ключевых кодов, устройствах формирования специальных сигналов, в составе автоматизированных систем управления и контроля.

В указанных областях возникает необходимость формирования случайных кодов, содержащих m позиций,,на и из которых располагаются единицы, а на остальных (m-n) — нули.

Целью изобретения является упрощение датчика.

На чертеже приведена блок-схема датчика.

Датчик содержит генератор 1 тактовых импульсов, вероятностный ХКполюсник 2, циклический регистр 3 сдвига, первую и вторую группы элементов И и группу элементов ИЛИ, выполненные на группе 4 элементов 2И-ИЛИ, группу 5 Т-триггеров, коммутаторы

6 и 7,элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8.

Работа устройства основана на методе случайных перестановок, который заключается в следующем. Дана произвольная m-разрядная двоичная последовательность, в которой и разрядов равны единице. Берется первый разряд последовательности и его значение обменивается со значением случайно выбранного разряда этой же последовательности. Затем берется второй разряд полученной последовательности и его значение обменивается со значением другого случайно выбранкого разряда этой же последовательности. Указанная процедура повторяется т раз, В результате этого получена последовательность, отличающаяся от исходной позициями единичных разрядов, но количество единиц при этом не изменяется.

В исходном положении устройства счетчик 3 находится в нуле, а в регистре 5 хранится m-разрядное число, и произвольных позиций которого заняты единицами.

Рассмотрим работу датчика в течение одного такта, В первой половине такта на выходе генератора присутствует низкий потенциал, который подается на вход

"Опрос" вероятностного I,Ê-полюсника и на вход "Сдвиг регистра 3 сдвига, и на первые входы элементов

470 2

И первой группы. При этом состояние вероятностного I,К-полюсника 2 и регистра 3 не изменяется. Низкий потенциал, поступающий на первые входы элементов И, формирует на их выходах низкие потенциалы независимо от состояния других входов этих коммутаторов„ Низкие потенциалы с выходов элементов ИЛИ поступают на входы соответствующих Т-триггеров 5, обеспечивая тем самым режим хранения информации в них.

Предположим, что на i-м (1

1-м управляющем входе коммутатора

6 высокого потенциала разрешает прохождение сигналов с выхода i-ro Ттриггера 5 через i-й информационный вход коммутатора 6 на первый вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8.

Пусть на 1-м (1 .j

j-го элемента И второй группы и на

j é управляющий вход коммутатора 7.

Наличие на j ì управляющем входе коммутатора 7 высокого потенциала разрешает прохождение сигналов с выхода

j-ro разряда регистра 5 через j é информационный вход коммутатора 7 на второй вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8.

Элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 сравнивает поступающие на его входы сигналы и формирует на своем выходе низкий потенциал, если входные сигналы одинаковые (состояние T-триггеров i и 1 одинаковые), и формирует на своем выходе высокий потенциал, если входные сигналы разны (состояние

Т-триггеров i H j противоположное) .

С выхода элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 потенциал, соответствующий результату сравнения, поступает на третьи входы элементов И.

Во второй половине такта на выходе генератора 1 формируется импульс (т.е. формируется высокий потенциал).

Передний фронт этого импульса поступает на вход "Опрос" вероятностного

IK-полюсника 2 и на вход "Сдвиг" регистра 3 и подготавливает их к изменению состояния. Тактовый импульс поступает также на первые входы эле 236470

Формула изобретения ментов И. При этом, если на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 сформирован низкий потенциал, то тактовый импульс не может пройти на входы

Т-триггеров 5. Следовательно, Т- 5 триггеры 5 находятся в режиме хранения информации, т.е. его состояние в данном такте не изменяется, что эквивалентно обмену одинаковой информацией между 1-м и 1-м разря- 10 дами датчика. Если на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 сформирован высокий потенциал, то тактовый импульс проходит через i-й элемент И первой группы и j-й элемент И вто- 15 рой группы на входы соответствующих

Т-триггеров 5, По окончании этого тактового импульса i-й и j é Т-триггеры 5 изменяют свое состояние на противоположное, что эквивалентно 20 обмену информацией между i-и и j -м разрядами датчика.

По заднему фронту тактового импульса на выходе вероятностного .gCполюсника 2 формируется новый слу- 25 чайный код, а регистр 3 изменяет свое состояние на единицу.

Таким образом, эа один такт работы устройства происходит обмен информацией между двумя разрядами дат- 30 чика, один иэ которых определяется детерминированно состоянием регистра 3, а другой случайным образом состоянием вероятностного ТК-полюсника °

С приходом тактовых импульсов содержимое всех разрядов датчика перемегл гается случайным образом, но количество единиц в результирующей последовательности остается таким же, как и в исходной. Полученную последовательность можно использовать для формирования следующей.

Датчик случайных последовательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом вероятностного,I,Ê-полюсника, с входом Сдвиг" циклического регистра сдвига, с первыми входами элементов И первой группы и с первыми входами элементов И второй группы, выходы вероятностного I,К-полюсника соединены с группой управляющих входов первого коммутатора соответственно и с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов

ИЛИ группы, выходы разрядов циклического регистра сдвига соединены с группой управляющих входов второго . коммутатора соответственно и с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, о т— л и ч а þ ù è é с я тем, что, с целью упрощения, он содержит группу

Т-триггеров и элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выходы элементов ИЛИ группы соединены со счетными входами соответствующих Т-триггеров группы, выходы которых являются выходами датчика и соединены с группой информационных входов первого коммутатора соответственно и с группой информационных входов второго коммутатора соответственно, выходы первого и второго коммутаторов соединены соответственно с первым и вторым входами элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого соединен с третьими входами элементов И первой и второй групп.

Составитель А.Карасов

Редактор Г, Волкова Техред М. Ходанич Корректор В,Бутяга

Закаэ 3091/51 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4