Датчик случайных последовательностей

.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 06 Р 7 СПИ ЕТЕН Н АВТОРС а авиа вского тво СССР972.о СССР981 рыми СЛЕДОВА- атор так ого соечика и случайуправл коммут выходы ю соотве синхро вующег вы- ми ия быстро- дешифра- регистр ходы к информ рого к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ НИЕ ИЗОБ ОМУ СВИДЕТЕЛЬС(7 1) Харьковский ордена Лениционный институт им, Н.Е.ЖУ(54)(57) ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ПТЕЛЬНОСТЕЙ, содержащий генетовых импульсов, выход котодинен со счетным входом счес входом "Опрос" генератораных кодов, о т л и ч а ю щтем, что, с целью повышендействия, он содержит дватора,. группу коммутаторов памяти и два коммутатора, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми информационными входами коммутаторов группы,. синхронизирующие входы которых подключены квыходу генератора тактовых импульсов,выходы первого дешифратора соединеныс группой управляющих входов первого коммутатора соответственно и спервыми управляющими входами соответствующих коммутаторов группы, выходывторого дешифратора соединены с группой управляющих входов второго коммутатора соответственно и с вто и входами соответствующих в группы, первый и второй Ж ого из которых соединены нно с информационным и низирующим входами соотве о разряда регистра памяти оторого соединены с групп ационных входов первого и оммутаторов соответственнИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при математическоммоделировании сетей связи, систем управления, в системах формирования 5ключевых кодов, устройствах формирования специальных сигналов, в составе автоматизированных систем управления и контроля,В указанных областях возникает необходимость формирования всех случайных кодов, содержащих ф позиций, наравноиз которых располагаются единицы, а на остальных й - П - нули.Известны устройства, обеспечиваю. 15щие получение последовательности кодов, содержащих п 1 позиций, на И изкоторых располагаются единицы, а наостальных и -- нули 11 .Недостатком этих устройств является их сложность.Наиболее близким к изобретению является датчик случайных последовательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика ис входом "Опрос" генератора случайных кодов, первый и второй блокисравнения, первый, второй и третийсуматоры, первый и второй вычитателиЗОпервый и второй делители, умножитель,компаратор, ключ, элементы ИЛИ и Недостатком известного устройства является низкое быстродействие за 5 счет необходимости выполнен. я опера ций деления и умножения двоичных чисел,Целью изобретения является повыР шение быстродействия устройства.Для достижения поставленной цели в датчик случайных поспедовательнос тей, содержащий генератор тактовых ип 1 ульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика и с вхо дом Опрос" генератора случайных кодов, введены два дешифратора, группа коммутаторов, регистр памяти и два коммутатора, выходы которых соединены соответственно с первым и вто 5 О рыми информационными входами коммутаторов группы, синхронизирующие входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы первого дешифратора соединены с 55 группой управляющих входов первого коммутатора соответственно и с первы.- ми управляющими входами соответствующих коммутаторов группы, выходы второго дешифратора соединены с группой управляющих входов второго коммутатора соответственно и с вторыми управляющщи входами соответствующих коммутаторов группы, первый и второй выходы каждого из которых соединены соответственно с информационным и синхронизирующим входами соответствующего разряда регистра памяти, выходы которого соединены с группами информационных входов первого и второго коммутаторов соответственно. На фиг. 1 приведена структурнаясхема генератора; на фиг. 2 - схемаодного коммутатора из группы коммутаторов.Предлагаемый датчик содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор2 случайных кодов, дешифратор 3, счет.чик 4, дешифратор 5, коммутаторь 6,регистр 7 памяти, коммутаторы 8 и 9,.входы 10 - 14 коммутаторов б,Все блоки предложенного устройства могут быть выполнены на основесерийных интегральных схем.Работа датчика основана на методеслучайных перестановок, который заклю.чается в следующем, Дана произвольнаяш-разрядная двоичная последовательность, в которой находитсяравныхединице разрядов. Берется первый разряд последовательности и его значениеОбменивается со значением случайновыбранного разряда этой же последовательности. Затем берется второйразряд данной последовательчости иего значение обменивается со значением другого случайно выбранного разряда этой жг последовательности.указанная процедура повторяется Фраз, В результате получается последовательность отличающаяся От исходной позициями единичньх разрядов, ноколичество единиц при этом не изменяется.В исходном положении счетчик 4 находится в нуле, а в регис".рг 7 хранится произвольное ш-разрядное двоичное число, 1 произвольных позиций которого заняты единицами,Рассмотрим работу датчика в течение одного такта.Пусть состояние счетчика 4 равноа состояние генератора 2 - 11 Состояние счетчика 4 преобразуется дешифратором 5 в унитарный код кото 11 О 182 Орый подается на входы 12 коммутатора 6 и на управляющие входы коммутатора 9, Этот код определяет номер ячейки регистра 7. информация из которой через соответствующий К-й элемент И коммутатора 9 поступает на вход 14 всех коммутаторов 6. Формируемый ге- . нератором 2 случайный двоичный код преобразуется дешифратором 3 в случайный унитарный код (случайным яв ляется номер единичной позиции кода), который подается на входы 11 коммутаторов 6 и на управляющие входы коммутатора 8. Этот код определяет номер второй ячейки регистра 7, информация 15 из которой через соответствующий Ь-й элемент И коммутатора 8 поступает на вход 13 всех коммутаторов 6., Информация от коммутатора 8 проходит через структуру 6,2 на информацион ный вход только той ячейки регистра 7, номер которой совпадает с камерой единичной позиции формируемого счетчиком 4 и дешифратором 5 унитарного кода, который поступает на входы 12 25 коммутаторов 6, поскольку данный унитарный код может открыть только один из элементов И структур 6.2. Информация от коммутатора 9 проходит через соответствующую структуру 6.2 на информационный вход только той ячейки регистра 7, номер которой совпадает с номером единичной позиции формируемого генератором 2 и дешифратором 3 случайного унитарного кода который поступает на входы 11 коммутаторов 6.Таким образом, информация из К -й ячейки регистра 7 поступает на информационный вход Ь-й ячейки этого 40 же регистра, а информация из Ь-й ячейки поступает на информационныивход 1 -й ячейки регистра 7, Очередной тактовый импульс может пройтичерез элемент 6.1 на управляющие входы соответствующих ячеек регистра 7,номера которых совпадают с номерамиединичных позиций в унитарных кодах,поступающих на входы 11 и 12 коммутаторов 6. Тем самьм обеспечиваетсязапись новой информации в ячейки регистра 7 с номерами К ии режимхранения информации для всех остальных ячеек регистра.Запись происходит следующим образом.По переднему фронту тактовогоимпульса первые ступени М -го и ь -готриггеров регистра 7 воспринимают новую информацию, которая передаетсяво вторые ступени этих триггеров позаднему фронту этого же тактовогоимпульса. Таким образом, за одинтакт работы устройства происходитобмен информацией между двумя ячейками регистра 7, одна из которых определяется детерминированно состоянием счетчика 4, а другая - случайнымобразом состоянием генератора 2. Поокончании тактового импульса состояние счетчика 4 увеличивается на единицу, а на выходе генератора 2 формируется новый случайный двоичный набор,С приходом тактовых импульсов содержимое всех ячеек регистра 7 перемешивается случайным образом, но количество единиц в новой последовательности остается таким же, как ив исходной. Полученную последовательность можно испольэовать для формирования следующей, 11018201101820Составитель А.КарасовРедактор В,Данко Техред Т. Иаточка Корректор В, БутягаЗаказ 4769/33 Тираж 699 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул .Проектная, 4