Генератор случайных кодов

Союз СоветскмаСоцмапмстмческнхРеспубпмк ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 7523 О 7 е(53)М, Кл,6 06 Р 1/02 6 07 С 15/00 с присоединением заявки РЙ Гесудлрстевеье квинтет(23) Приори 1 ет дв делан лзаеретенкй н етернтлй Ф Опубликовано 30,07.80, Бюллетень % 28 Дата опубликования описания 30.07.80(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ КОДОВ Изобретение относится к вычислительнойтехнике и может применяться для моделированияканалов связи и устройств обработки информации.Известен генератор случайных одноразрядных5двоичных кодов, содержащий источнчк широкополосного шума, усилитель-ограничитель,ключевые и пороговые схемы, преобразовательдлительности временного интервала, расширительимпульсов, триггер. Это устройство позволяетулучшить равновероятность чередования нулейи единиц на выходе генератора 111,Однако устройство не позволяет получатьслучайные коды с заданными свойствами, что 15существенно ограничивает применение данногогенератора. Известен также генератор случайных сигналов, содержащий генератор случайной последовательности импульсов, элемент задержки, два элемента И, два инвертора. Такой генератор позволяет формировать прямой и инверсный потоки импульсов с задержкой 21 Однако он не обеспечивает формированиеравновероятной последовательности нулей иединиц с малой погрешностью 121.Наиболее близко к предлагаемому устройство, содержащее генератор случайных импульсов пуассоновского потока, линию задержки,два триггера, две схемы И. Линия задержкиреализует сдвиг между пуассоновским потоком,подающимся на один из входов схемы И, ипотоком, используемым для стробироваииясхемы И. За счет этого повышается стабильность устройства при формировании равномернораспределенных случайных чисел, обеспечивающая высокое быстродействие при методическойпогрешности, равной нулю 13.Недостатком этого устройства являютсяограниченные функциональные возможности,на позволяющие получать класс двоичных нормальчых кодов р-чисел Фибоначчи,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования нормальных р-чисел Фибоначчи.Для достижения поставленной цели в нзвест.ный генератор случайных кодов, содержащий752 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 вхо. дом 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 явля. ется 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 сое. динен с выходом второго элемента задержки, второй вход которого подключен ко входу считыва. ния генератора.р-Числа фибоначчи М ( б ) при заданном целом р 0 задаются следующим реккурентным соотношениемО при еои (.е)-при е-аР Чр(,С 4 фЧр( Р 1) при 1 ъ ОВ частности, при р О формула описываетедвоичный ряд с весами 2 ф, 2",2 . В нормальной форме при заданном целом р Ов двоичном изображении любого натуральногочисла в двоичной р-системе счисления послекаждой единицы следует не менее р нулей,а в последовательности, генерируемой извест.ным 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 которогосоединяется 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 8задержки заведена шина 7 считывания. Выходтриггера 5 соединен со вторым входом элемен 307 4тз 6 И, выход которого соединен с первымвходом элемента 9 И. На единичный входтриггера 10 и второй вход элемента 11 ИЛИ,выход которого соединен с первым входомэлемента 8 зздержки н нулевым входом триггера 12, выход которого соединен с третьимвходом элемента 9 И; подана шина 13 "Пуск".Шина 14 останова подключена к нулевому входу триггера 10. Шина 15 является выходомгенератора. Генератор работает следующим образом.После подачи импульса с шины 13 "Пуск"триггер 10 устанавливается в единичное состоя ние и на третьем входе элемента 9 И возника-.ет единичный потенциал, что обеспечивает разрешение на прохождение импульсов на шину15 выхода. Кроме этого импульс запуска поступает на вход элемента 11 ИЛИ, который 20 устанавливает триггер 12 н О-триггеры, входя.щие в элемент 8 задержки, в нулевое состояние. Сигнал считывания с шины 7, поступзющий с периодом Т, устанавливает в единичноесостояние триггер 3, который открывает эле мент 4 И. В положение О триггер 3 устанавливается с выхода элемента 2 задержки. Еслиза случайное время стробирования на входэлемента 4 И подается один или более импульсов с выхода генератора 1, в тритгере 5 устаЭо навливается "1", которая считывается при по.моши элемента 6 И сигналом считывания.Этим же сигналом триггер 5 устанавливаетсяв "0". В случае, если элемент 4 И не срабатывает, сигнал считывания на выход не проходит,что соответствует появлению 0", Так как на Э 53 Э Ф 5выходе триггера 1 2 установлен 0 , то на выходе элемента 9 И, и соответственно на шине 15 выхода, присутствует "0", что соответ;ствует "0" в младшем разряде кода, Через р 4 О тактов прохождения сигнала считывания элемент 8 задержки переводит триггер 12 в единичное состояние, Если на выходе элемента6.И присутствует "0", то состояние на выходеэлемента 9 И, соответствующее очередному 45 разряду кода, будет нулевым. Если на выходеэлемента 6 И присутствует "1", то через элемент 11 ИЛИ и триггер 12 О-триггеры, вхо.дящие в элемент 8 задержки, устанавливаются в "О". Через р тактов триггер 12 перево.н ндится в единичное состояние и по сигнзлу50элемент 9 И разрешает прохожцение импульсас выхода элемента 6 И. Импульс с шины 14остзнова переводит триггер 10 в нулевое состоя.ние, чем обеспечивается запрет на прохождение 55случайной последовательности через элемент9 И. Таким образом, на выходе 15 обеспечивается условие следования не менее р нулейпосле появления каждой единицы в генери.руемой выходной последовательности.52307 7Благодаря возможности самоконтуоля ко. ды р.чисел Фибоначчн получили распростране. ние в различных устройствах информационно- измерительной 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 лентыПредлагаемое 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 ге. нератор 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 эле.мента И, о т л и ч а ю щ и й с я теМ,что, с целью расширения функциональныхвозможностей генератора за счет моделирования нормальных кодов р-чисел Фибоначчи, онсодержит второй элемент задержки, третий ичетвертый триттеры, элемент ИЛИ и третийэлемент И, первый, второй и третий входыкоторого соединены соответственно с выходащ мн второго элемента И, третьего и четвертоготриггера, нулевой вход которого является входом "Стоп" генератора, а единичный входчетвертого триггера является входом "Пуск"генератора и соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединенс выходом третьего элемента И и являетсявыходом генератора, а выход элемента ИЛИсоединен с первым входом второго элементазадержки и с единичным вхадом третьеготриггера, нулевой вход которого соединен свыходом второго элемента задержки, второйвход которого подключен ко входу считывания генератора.Источники информации,25 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Яф 385295,.кл. 6 06 Е 752, 1971.2. Авторское свидетельство СССР л". 430367,кл, 6 06 Е 1/02, 1972.30 3. Авторское свидетельство СССР Нф 417782,кл. 6 06 Е 1/02, 1972 (прототип).752307 Составитель А, Карасо Техред Ж, Кастелевия дактор Л. Веселовск орректор пк аказ 4743 ое Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Тираж 751ИИПИ Государственного по делам изобретений и35, Москва, Ж - 35, Рауш омитета СССРткрытийкая наб д. 4/5