Генератор псевдослучайных чисел

,ЯО 51) 4 8 И К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЕ ИЗОБ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Казанский ордена ТрудовогоКрасного Знамени и ордена Дружбынародов авиационный институтим. А.Н. Туполева(56) Авторское свидетельство СССРФ 468231, кл. С 06 Р 1/02, 195.Авторское свидетельство СССРФ 693408, кл, С 07 С 15/00, 1979.(54)(57) 1. ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАИ -НЫХ ЧИСЕЛ, содержащий счетчик, разрядные выходы которого соединеныс входами дешифратора, выходы которого соединены с информационнымивходами накопителя, шину тактовыхимпульсов, блок начальной установки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей за счет формированиялинейных последовательностей сразличными свойствами, в него введеныпоследовательно соединенныхсчетных триггеров, первый и второйэлементы И, триггер управления, формирователь одиночного импульса,коммутатор, шина управления, элемент НЕ, выход которого соединен свходами синхронизации 1 счетныхтриггеров, выходы которых соединены ссоответствующими входами коммутатоРа, выход которого соединен с информационнь 1 м входом накопителя,ЕТЕНИЯ(,,"-" выход которого соединен со счетнымвходом первого из 1 триггеров,установочные входы которых объединены между собой и соединены сосчетным входом триггера управления,выходом формирователя и первымвходом первого элемента И, второйвход которого соединен с выходомпереполнения счетчика, вход синхронизации которого соединен с выходомпервого элемента И, суммирующийвход счетчика соединен с входомуправления накопителя, входом элемента НЕ и с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов,соединенной с первым входом формирователя одиночного импульса, с вторым входом которого соединена шина управления, второй вход второго элемента И соединен с выходом триггера управления, установочный вход которого соединен с выходом блока начальной установки.2. Генератор по п, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что формирователь одиночного импульса содердит два последовательно соединенных Р -триггера, прямой и инверсный выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента И-НЕ соответственно, входы синхронизации Р -триггеров соединены между собой и с первым входом формирователя установОчные входы Р -триггеров соединены между собой и с вторым входом формирователя, выход элемента И-НЕ является выходом формирователя.Изобретение относится к импульсной технике.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетФормирования линейных последовательностей с различными свойствами.На фиг. 1 изображена функциональная схема генератора псевдослучайных чисел; на фиг. 2 - временныедиаграммы его работы. 1 ОГенератор псевдослучайных чисел(7. 1-7. 0), триггер 8 управления,Формирователь 9 одиночного импульса,первый элемент И 10, причем форми Орователь 9 соединен с установочными входами триггеров 7, шинами:управления 11 и тактовых импульсов12, блок 13 начальной установки,соединенный с триггером 8, причем 25выход формирователя 9 соединен через последов-тельно соединенныетриггер 8, элемент И 5 и элементНЕ 6 с входами счетных триггеров 7,другие входы которых подключены 30к выходу Формирователя 9 и входамтриггера 8 и элемента И 10, выходы элементов И 5 и 10 через последовательна соединенные счетчик 4,дешифратор 3 и накопитель 2 соединены с входом первого триггера 7,выходы триггеров 7 подключены квходам коммутатора 1, выход которого соединен с одним из входов накопителя 2.Формирователь 9 одиночного импульса может быть выполнен на двухпоследовательно соединенных 1) -триггерах 9.1 и 9.2 и элементе И-НЕ 9.3. Генератор псевдослучайных чисел работает следующим образом.Перед очередным циклом работы генератора на первую группу входов настройку счетчика 4 (фиг. 1) необходимо подать позиционный код настройки счетчика, определяющий его модуль пересчета. На вторую группу входов настройки (фиг. 1) подается позиционный или унитарный (в зависимости от типа используемого коммутатора) код настройки коммутатора 1. Блок 13 начальной установки вырабатывает нулевой одиночный импульс, который устанавливает триггер 8 управления в нулевое состояние.Цикл работы генератора начинается с подачи на шину 11 управленияединичного импульса (например откнопки) с длительностью, большейдлительности тактового импульса(фиг, 2 й ) . По переднему фронтуединичного запускающего импульсаформирователь 9 одиночного импульсагенерирует одиночный синхронныйимпульс (фиг. 2 Е ), по окончаниикоторого все счетные триггеры 71,7.2 7. 1 и триггер 8 управления устанавливается в единичноесостояние. Этот импульс (черезэлемент И 10) разрешает занесениекода настройки щ в счетчик 4.Логическая 1 на прямом выходе триггера 8 управления разрешает прохождение тактовых импульсов, начиная с второго импульса, с шины 12 тактовых импульсов черезэлемент И 5 (фиг, 2 Г ) на управляющий вход накопителя 2, на счетныйвход счетчика 4 и через инвертор6 - на синхровходы всех счетных триггеров 7.1, 7.2 71,В течение действия второго тактового импульса накопитель 2 находится в режиме чтения из ячейки с адресом В. По окончании действия тактового импульса, т.е. в паузе, накопитель 2 переходит в режим записи, и в ячейку с адресом Аю запишется единица (фиг, 2), которая поступает на информационный вход накопителя 2 с выхода счетного триггера 7.%, где 1 определяется кодом настройки коммутатора 1.С приходом следующего тактового импульса на шину 12 тактовых импульсов накопитель 2 переходит в режим чтения из ячейки с адресом М, так как состояние счетчика 4 увеличилось на единицу. Информация, считанная из ячейки+ накопителя 2, суммируется по модулю два с информацией, записанной в счетном триггере 7.1 (в данный момент с нулем), и сохраняется в этом триггере. Каждый последующий счетный триггер 7.2, , 7.1 с суммирует по модулю два состояние предыдущего счетного триггера со своим собственным состоянием и хра3нит вновь полученную сумму по модулю два. В паузе между тактовыми импульсами накопитель 2 переходит в режим записи в ячейку с адреА 1С приходом о -го тактового импульса (Ы.в г ) происходит чтение из ячейки с адресом Аи затем в паузу - запись в нее нового состояния триггера 7. 1.,С приходом ( г +1)-го тактового импульса на выходе переноса счетчика 4 появляется нулевой импульс (фиг. 2 и), который на выходе первого элемента И 10 (фиг. 2 1) вызывает соответствующий нулевой импульс, который, в свою очередь, разрешает занесение в счетчик 4 кода настройки щ,При этом происходит чтение из ячейки накопителя 2 с адресом ЯюТаким образом, накопитель 2 совместно со счетчиком 4 и дешифратором 3 адреса выполняет функции синхронного регистра сдвига длиной 2 - в где в - код настройки счетчика 4. Вся схема в целом позволяет получить с выходов триггеров 7.1, 7.2 71 с, где 1 с (некоррелированные псевдослучайные 1 -разрядные числа в каждом такте (фиг. 2 л, м). где 5 - длина .регистра сдвига.В данном устройстве общая длина регистра сдвига5 2 -в+ 1 с, при 1 с где г - разрядность кода адресанакопителя 2щ - код настройки счетчика 4,номер счетного триггера7. 1, с которого снимаетсясигнал обратной связии подается на информационный вход накопителя 2(определяет максимальнуюразрядность получаемыхпсевдослучайных чисел)1 - общее количество счетныхтриггеров .Величина 2"-ъ определяет коэффициент пересчета счетчика 4.Таким образом, период повторения псевдослучайных чисел Т, генерируемых предлагаемым устройством, выражается следующей формулой:(2 -щ+1 с)Варьируя величинами в и М которые определяются соответствующими кодами настроек, можно настроить устройство на генерирование требуемой М-последовательности. 25 30 После повторной подачи единичного импульса на шину управления формирователь 9 одиночного импульса вырабатывает нулевой одиночный синхронный импульс, который устанавливает триггер 8 управления в нулевое состояние. Подача тактовых импульсов на управляющий вход накопителя 2, на счетный вход счетчика 4 и через инвертор 6 на синхровходы счетных триггеров 7. 1, 7.2 7. прекращается, следовательно, устройство перестает генерировать псевдослучайные числа, т.е. перехо-. дит в режим Остановка. В этом режиме можно по желанию пользовате-, ля установить новый код настройки 35 40 185582 4счетчика 4 и код настройки коммута-тора 1, т.е. произвести настройкугенератора на новый полином.После следующей подачи единичного импульса на шину 11 управления начинается новый цикл генерирования последовательности псевдослучайных чисел.Период Т повторения псевдослучайных чисел, генерируемых предлагаемым устройством, можно записатьпо известной формуле для периодаМ-последовательностит= 2-1,15118558 г б 436/57 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и откр 113935, Москва, Ж, Раушская