Генератор случайных кодов

 

Союз Советские

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е < 7523О7

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

t61) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 06,07.78 (2l) 2640655/18 — 24 (5) )IVL. Кл.

G 06 F !/02

6 07 С 15/00 с рисоелинением заявки № ееаударстееевй квинтет (2;3) Приоритет

CCCP в яеяаее нзаеретеннй н етеритнй ее

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30.07.80 (53) УДК681325 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. П. Стахов, Б. Я. Лихтцнндер, 10. П. Орлович и N. А. Сторожук

171) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ КОДОВ

Изобретение относится к вычислительной технике н может применяться для моделирования каналов связи и устройств обработки информации.

Известен генератор случайных одноразрядных

5 двоичных кодов, содержащий источичк широкополосного шума, усилитель-ограничитель, ключевые и пороговые схемы, преобразователь длительности временного интервала, расширитель импульсов, триггер. Это устройство позволяет улучшить равновероятность чередования нулей и единиц на выходе генератора (1).

Однако устройство не позволяет получать случайные коды с заданными свойствами, что !5 существенно ограничивает применение данного генератора.

Известен также генератор случайных сигналов, содержащий генератор случайной носледовательности импульсов, элемент задержки, два элемента И, два инвертора. Такой генератор позволяет формировать прямой н инверсный потоки импульсов с задержкой (2).

Однако он не обеспечивает формирование равновероятнон последовательности нулей и единиц с малой погрешностью )2).

Наиболее близко к предлагаемому устройство, содержащее генератор случайных импульсов пуассоновского потока, линию задержки, два триггера, две схемы И. Линия задержки реализует сдвиг между пуассоновским потоком, подающимся на один из входов схемы И, и потоком, используемым для стробирования схемы И. За счет этого повышается стабильность устройства при формировании равномерно распределенных случайных чисел, обеспечивающая высокое быстродействие при методической погрешности, равной нулю )3).

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, на позволяющие получать класс двоичных нормальчых кодов р-чисел Фнбоначчи.

11ель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет моделирования нормальных р-чисел Фнбоначчи.

Для достижения поставленной цели в известный генератор сллийных кодов, содержащий

752 генератор пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через первый элемент задержки — с единичным входом первого триггера, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом первого триггера; с первым входом второго элемента И и подключен ко входу считывания генератора, а выход второго триггера соединен со вторым входом.второго элемента И, введены второй элемент задержки, третий и четвертый триггеры, элемент ИЛИ и третий элемент И, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго элемента И, третьего и четвертого триггера, нулевой вход которого является входом "Стоп" генератора, а единичный вход четвертого триггера является входом

"Пуск" генератора и соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И н является выходом генератора, а выход элемен- та ИЛИ соединен с первым входом второго элемента задержки, и с единичным входом третьего триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, второй вход которого подключен ко входу считывания генератора. р-Числа Фибоначчи фр (Е. ) при заданном целом р О задаются следующим реккурентным соотношением

О при е<о (е)- 1 при е-а

Ч р(С-4 +Ч (-Р - () при K ъ О

В частности, при р-0 формула описывает е двоичный ряд с весами 2 », 2", ... 2 . В нормальной форме при заданном целом р> О

- в двоичном изображении любого натурального числа в двоичной р-системе счисления после каждой единицы следует не менее р нулей, а в последовательности, генерируемой известным устройством, такое условие не соблюдается.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Схема состоит из генератора 1 пуассоновского потока импульсов соединенного через элемент 2 задержки со входом триггера 3 и первым входом элемента 4 И.. выход которого соединяется с единичным входом триггера 5.

Выход триггера 3 подключен ко второму входу элемента 4 И. На единичный вход триггера 3, вход элемента 6 И, нулевой вход триггера 5, а также на второй вход элемента 8 задержки заведена шина 7 считывания. Выход триггера 5 соединен со вторым входом элемен

307 4 та 6 И, выход которого соединен с первым входом элемента 9 И. На единичный вход триггера 10 и второй вход элемента 11 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента 8 задержки н нулевым входом триг5 гера 12, выход которого соединен с третьим входом элемента 9 И; подана шина 13 "Пуск".

Шина 14 останова подключена к нулевому входу триггера 10. Шина 15 является выходом генератора.

Генератор работает следующим образом.

После подачи импульса с шины 13 "Пуск" триггер 10 устанавливается в единичное состоя15 ние и на третьем входе элемента 9 И возника-. ет единичный потенциал, что обеспечивает разрешение на прохождение импульсов на шину

15 выхода. Кроме этого импульс запуска поступает на вход элемента 11 ИЛИ, который

20 устанавливает триггер 12 н О-триггеры, входящие в элемент 8 задержки, в нулевое состояние. Сигнал считывания с шины 7, поступающий с периодом Т, устанавливает в единичное состояние триггер 3, который открывает элемент 4 И. В положение "О" триггер 3 устанавливается с выхода элемента 2 задержки. Если за случайное время стробирования на вход элемента 4 И подается один или более импульсов с выхода генератора 1, в тритгере 5 устаЭ0 навливается "1", которая считывается при помощи элемента 6 И сигналом считывания.

Этим же сигналом триггер 5 устанавливается в "0". В случае, если элемент 4 И не срабатывает, сигнал считывания на выход не проходит, что соответствует появлению 0". Так как на

Э5

ЗЪ Ф9 выходе триггера 12 установлен О, то на выходе элемента 9 И, и соответственно на шине 15 выхода, присутствует "О", что соответ; ствует "0" в младшем разряде кода. Через р

40 тактов прохождения сигнала считывания элемент 8 задержки переводит триггер 12 в единичное состояние, Если на выходе элемента

6.И присутствует "0", то состояние на выходе элемента 9 И, соответствующее очередному

45 разряду кода, будет нулевым. Если на выходе элемента 6 И присутствует "1", то через элемент 11 ИЛИ и триггер 12 О-триггеры, входящие в элемент 8 задержки, устанавливаются в "0". Через р тактов триггер 12 перевон н дится в единичное состояние и по сигналу

50 элемент 9 И разрешает прохождение импульса с выхода элемента 6 И. Импульс с шины 14 останова переводит триггер 10 в нулевое состояние, чем обеспечивается запрет на прохождение

55 случайной последовательности через элемент

9 И. Таким образом, на выходе 15 обеспечивается условие следования не менее р нулей после появления каждой единицы в генерируемой выходной последовательности.

52307

5 7

Благодаря воэможности самоконтуоля коды р-чисел Фибоначчн получили распространеwe в различных устройствах информационноизмерительной и вычислительной техники.

Устройство обеспечивает возможность моделирования случайных "фибоначчивых" потоков, в частности для цифровой магнитной записи, где указанные коды позволяют при заданной синхронизации повысить плотность записи в

1,5 раза. Увеличение плотности записи эквивалентно сокращению рабочей длины ленты.

Предлагаемое устройство может быть применено также в качестве источника тестовых воздействий при контроле указанной аппаратуры, а также для моделирования на ЭВМ.

Формула изобретения

Генератор случайных кодов, содержащий генератор пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через первый элемент задержки — с единичным входом первого триггера, выход которого соединен.со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом первого триггера. с первым входом второго элемента И и подключен ко входу считывания генератора, а выход второго триггера соединен со вторым входом второго элементаИ, отличающийся теь1, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет моделирования нормальных кодов р-чисел Фибоначчи, он содержит второй элемент задержки, третий и четвертый триттеры, элемент ИЛИ и третий элемент И, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходащ мн второго элемента И, третьего и четвертого триттера, нулевой вход которого является входом "Стоп" генератора, а единичный вход четвертого триггера является входом "Пуск" генератора и соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И и является выходом генератора, а выход элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента задержки и с единичным вхадом третьего триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, второй вход которого подключен ко входу считывания генератора.

Источники информации, 25 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 1Р 385295,. кл. G 06 F 7/52, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР N 430367, кл. 6 06 F 1/02, 1972.

30 3. Авторское свидетельство СССР Н 417782, кл. G 06 F 1/02, 1972 (прототип).

752307

Составитель А. Карасов

Техред Ж. Кастелевив

Корректор В. Синицкая

Заказ 4743/6

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Веселовская

Тираж 751 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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