Генератор псевдослучайных чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН 09) (ИФ цр С 06 Г 7/58 ОПИСАНИ БРЕТ ИЯ АВТОРСН ЕТЕЛЬСТВ тельство СССР7/58, 1977.тельство СССР7/58, 1980 го ф еГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(21) 3567830/18-24 (22) 24.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. В 20 (72) А.И.Кордюмов (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 621.325(088.8) (56) 1. Патент США Р 3700869, кл. 364-717, 1972,2. Авторское свиде 674007, кл, С 06 Г3. Авторское свиде В 907547, кл. С 06 Г (прототип). (54)(57) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий регист сдвига, выход-го 6 =, , И.-1, И -число разрядов регистра сдвига) и и-го разрядов которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора по модулю два, вых которого соединен с информационным входом регистра сдвига, вход "Сдвиг" которого подключен к выходу источни" ка тактовых импульсов, второй сумматор по модулю два, счетчик, блок регистрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит два токозадающих резистора, два накопительных конденсатора и третий сумматор по модулю два, выход которого соединен с входом "Сброс" счетчика, выходы разрядов которого соединены с группой входов блока регистрации соответствен но, выход 11,-го разряда регистра сдвига соединен с первым входом второго сумматора по модулю два непосредственно и через первый токозадающий резистор соединен с его вторым входом, второй вход второго сумматора по модулю два через первый накопительный конденсатор соединен также с шиной "-" источника питания, а выход второ сумматора по модулю два соединен с первым входом третьего сумматора по модулю два, второй вход которого через второй токозадающий резистор соединен с шиной "-" источника питания и через Я второй накопительный конденсатор соединен с шиной "+" источника. питания,.счетный вход счетчика объединен с входом "Сдвиг" регистра сдвига, вход "Установка" которого объединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в стохастических счетно-решающих устройствах и при проверке цифровых устройств псевдослучайными тестами.Известен генератор псевдослучайных чисел с равномерным распределением, который содержит регистр сдвига и сумматор по модулю два в цепи10 обратной связи 1 .Однако этот генератор не позволяет выявлять неисправности в процессе своей работы.15Известен также генератор псевдослучайных чисел с равномерным распределением, который содержит регистр сдвига и сумматор по модулю два в цепи обратной связи 21 .20Однако этот генератор не позволяет выявлять неисправностиприводящие к появлению "О" на прямом и инверсном выходах 1 -го разряда регистра сдвига, имеет большие затраты на реализацию 25 схемы контроля.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому. эффекту к изобретению является генератор псев" дослучайных чисел, который содержит 30 рекуррентный регистр сдвига, счетчик, элемент НЕ, элемент И,.элемент ИЛИ, элемент задержки, сумматор по модулю, ключ и триггер, выход которого соединен с первым входом сумматора по 35 модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента И, вход которого через элемент задержки соединен со счетным входом триггера, выход рекуррентного регистра сдвига 40 соединен с вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом "Сброс" счетчика, счетный вход которого 45 подключен к тактовому входу рекуррентного регистра сдвига, вход "Установка" которого соединен с вторым вхо. дом элемента ИЛИ н через элемент НЕ - с вторым входом элемента И 3. . 50 Однако этот генератор характеризуется сложностью схемы контроля ,и недостаточно высокой .надежностью.Целью изобретения является упроще ние генератора, повышение надежности его за счет упрощения схемных решений при одновременном уменьшении его стоимости,Цель достигается тем, что в генератор псевдослучайных чисел, содержа-, щий регистр сдвига, выходы 1 -го (1 = 1, ,и -1, й - число разрядов регистра сдвига) и и -го разрядов которого соединены соответствен,но с первым и вторым входами первого сумматора по Модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, вход "Сдвиг" которого подключен к выходу источника тактовых импульсов, второй сумматор по модулю два, счетчик, блок регистрации, введены два токо- задающих резистора, два накопительных конденсатора и третий сумматор по модулю два, выход которого соединен с входом "Сброс" счетчика, выходы разрядов которого соединены с группой входов блока регистрации соответственно, выход и -го разряда регистра сдвига соединен с первым входом второго сумматора по модулю два непосредственно и через первый токозадающий резистор соединен с его вторым входом, второй вход второго сумматора по модулю два через первый накопительный конденсатор соединен также с шиной "-" источника питания, а выход второго сумматора по модулю два соединен с первым входом третьего сумматора по модулю два, второй вход которого через второй токозадающий резистор соединен с шиной "-" источника питания и через второй накопительный конденсатор соединен с шиной "+" источника питания, счетный вход счетчика объединен с входом "Сдвиг" регистра сдвига, вход "Установка" которого объединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два.На чертеже приведена блок-схема генератора.Генератор содержит регистр 1 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, счетчик 2, токозадающий резистор 3, накопительный конденсатор 4, сумматоры 5 и 6 по модулю два, блок 7 регистрации, токозадающий резистор 8 и накопительный конденсатор 9, выходы разрядов регистра 1 О,-1 О.Генератор работает следующим образом. Принцип контроля работы генератора основан на том свойстве псевдослучайной последовательности, что. число следующих подряд сигналов одного значения (О или 1) в последовательности не должно превьппатьгде Ь - число разрядов рекуррентного регистра 1 сдвига. Подсчет следующих подряд сигналов одного значения производит счетчик 2, который сбрасывается в "О", при каждом изме , ненни логического сигнала на выходе 10 п, Сигнал сброса выдает схема, 10 состоящая из резистора 3, конденсатора 4 и сумматора.5 по модулю два. В статическом состоянии после завершения переходных процессов в цепи резистора 3 конденсатора 4 сигналы 15 на обоих входах сумматора 5 по модулю . два имеют одинаковые значения н на его выходе присутствует сигнад "О",. который. проходит через сумматор 6 по модулю два и создает, счетчику 2 режим 20 счета, После изменения логического сигнала на выходе 10 п в течение переходного процесса в цепи резистрра Э и конденсатора 4 на одном из входов сумматора 5 присутствует новое значение логического сигнала, а на другом входе сохраняется его предыдущее значение. В этот период времени на втором входе кратковременно появляется логическая единица, которая проходит через сумматор 6 по модулю два и сбрасывает счетчик 2, после чего начинается подсчет числа следующих подряд сигналов другого значения, Работа счетчика 2 продолжается до35 момента очередной смены сигнала на выходе 1011. Если содержимое счетчика 2 превьппает и, то блок 7 регистрирует неисправность.40Установка генератора в исходноесостояние происходит при подключениипитания с помощью цепи резистора 8,конденсатора 9, происходит переходныйпроцесс, в течение которого на соот 4ветствующем вьпсоде резистора 8 присутствует сигнал "1", создающий рекуррентному регистру 1 сдвига режим параллельного занесения информации, а счетчику 2 режим сброса. При работе генератора сигнал на соответствующем выходе резистора 8 равен нулю. Постоянные времени цепи резистора 8, конденсатора 9 выбирают большей по сравнению с постоянной времени цепи резистора 3, конденсатора 4. Это поз. воляет использовать сумматор 6 по модулю два в режиме элемента ИЛИ, В зависимости от индивидуальных особенностей каждого генератора в б-й разряд рекуррентного регистра сдвига может записываться или "0", илй "1". Если в момент включения питания на выходе 1 появляется сигнал "О", то переходный процесс в цепи резистора 3, конденсатора 4 не имеет места, а иа выходе сумматора 5 присутствует логический ноль, и сумматор 6 но модулю два выполняет функцию ИЛИ. Если же при подключении питания иа выходе 10 появляется логическая единица, то в цепи резистора 3, конденсатора 4 имеет место переходный процесс и на выходе сумматора 5 кратковременно появляется сигнал "1", который создает на выходе сумматора б сигнал "О", не соответствующий требуемому уровню сигнала сброса. счетчика 2. Но так как постоянная времени цепи резистора 8, конденсатора 9 выбирается большей по сравнению с постоянной времени цепи резистора 3, конденсатора 4, то последним на выходе в режиме приведения устройства в исходное состояние будет сигнал 1", который и сбросит в "О" счетчик 2.Повышение надежности достигается за счет сокращения числа элементов и уменьшения количества связей.1095177Составитель А. Карасов едактор М. Товтин Техред С.Легеза Корректор С. Векм Заказ 3599/31 Тираж 699 ПодписноВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д.Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна