Датчик случайных последовательностей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4 С 06 Р 7/58 БРЕТЕНИЬСТВУ АН ОМ,Ф Св АВТ ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Харьковский ордена Ленина авационный институт им. Н.Е,Иуковск(56) Авторское свидетельство СССРР 404078, кл. С 06 Р 7/58, 1971.Авторское свидетельство СССР11 1101820, кл. С 06 Р 7/58, 1982.(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, устройствахформирования специальных сигналов, всоставе автоматизированных системуправления и контроля. Целью изобретения является упрощение устройства. Для того в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов,вероятностный 1,К-полюсник, регистрсдвига, элементы И, ИЛИ, два коммутатора, введены элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ н Т-триггеры. 1 ил.1236 О ЗО 40 50 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при математическом моделировании сетей связи, систем управления в системах формирования ключевых кодов, устройствах формирования специальных сигналов, всоставе автоматизированных системуправления и контроля.В указанных областях возникаетнеобходимость формирования случайных кодов, содержащих ш позиций, наи из которых располагаются единицы,а на остальных (ш-и) - нули.Целью изобретения является упрощение датчика.На чертеже приведена блок-схемадатчика.Датчик содержит генератор 1 тактовых импульсов, вероятностный ХКполюсник 2, циклический регистр 3сдвига, первую и вторую группы элементов И и группу элементов ИЛИ, выполненные на группе 4 элементов 2 И-ИЛИ,группу 5 Т-триггеров, коммутаторы6 и 7,элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8.Работа устройства основана наметоде случайных перестановок, который заключается в следующем. Данапроизвольная щ-разрядная двоичнаяпоследовательность, в которой н разрядов равны единице. Берется первыйразряд последовательности и его значение обменивается со значением случайно выбранного разряда этой же последовательности. Затем берется второй разряд полученной последовательности и его значение обмениваетсясо значением другого случайно выбранкого разряда этой же последовательности. Указанная процедура повторяется щ раз, В результате этого получена последовательность, отличающаяся от исходной позициями единичных разрядов, но количество единицпри этом не изменяется.В исходном положении устройствасчетчик 3 находится в нуле, а в регистре 5 хранится ш-разрядное число,и произвольных позиций которого заняты единицами.Рассмотрим работу датчика в течение одного такта,В первой половине такта на выходегенератораприсутствует низкийпотенциал, который подается на вход"Опрос" вероятностного 1,К-полюсника и на вход Сдвиг регистра 3сдвига, и на первые входы элементов 470 1И первой группы. При этом состояние вероятностного Х,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 -м (в) вероятностного 1,К-полюсника 2 присутствует высокий потенциал, который подается на второй вход -го элемента И первой группы и на 1.-й управляющий вход коммутатора 6. Наличие на 1.-м управляющем входе коммутатора 6 высокого потенциала разрешает прохождение сигналов с выхода х-го Т- триггера 5 через з-й информационный вход коммутатора 6 на первый вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8.Пусть на 3-м ш) выходе, работающего в коде "1", из п регистра 3 присутствует высокий потенциал, который подается иа второй вход 3-го элемента И второй группы и на )-й управляющий вход коммутатора 7, Наличие на )-м управляющем входе коммутатора 7 высокого потенциала разрешает прохождение сигналов с выхода 3-го разряда регистра 5 через 1-й 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 Т-триггерови 1 одинаковые), и формирует на своем выходе высокий потенциал, если входные сигналы разны (состояниеТ-триггеров х и 3 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 1 К-полюсника 2 и на вход "Сдвиг" регистра 3 и подготавливает их к изменению состояния, Тактовый импульспоступает также на первые входы эле1236470 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 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 дами датчика. Если на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 сформирован высокий потенциал, то тактовый импульс проходит через 1-й элемент И первой группы и 1-й элемент И вто рой группы на входы соответствующих Т-триггеров 5, По окончании этого тактового импульса 1-й и 1-й Т-триггеры 5 изменяют свое состояние на противоположное, что эквивалентно 20 обмену информацией между 1-и и 1-м разрядами датчика.По заднему фронту тактового импульса на выходе вероятностного 1 К- полюсника 2 формируется новый слу чайный код, а регистр 3 изменяет свое состояние на единицу.Таким образом, эа один такт работы устройства происходит обмен информацией между двумя разрядами дат- З 0 чика, один иэ которых определяется детерминированно состоянием регистра 3, а другой случайным образом состоянием вероятностного 1 К-полюсника35С приходом тактовыхимпульсов содержимое всех разрядов датчика перемеглгается 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,1,К-полюсника, с входом Сдвиг циклического регистра сдвига, с первыми входами элементов И первой группы и с первыми входами элементов И второй группы, выходы вероятностного 1,К-полюс- ника 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 ю щ и й 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.1236470 Составитель А.КТехред М.Ходанич со рректор В,Бутяга Редактор Г,Волко Тираж И Госуда дел ам и Москва, акаэ 3091/51 Подпис комитета СССР