Генератор псевдослучайных чисел

5О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к импульс- .ной технике,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счетповышения достоверности формирования псевдослучайных чисел.На чертеже представлена структурная схема генератора псевдослучайных чисел.Генератор псевдослучайных чиселсодержит регистр 1 сдвига с сумматором 2 по модулю два в цепи обратнойсвязи, второй сумматор 3 по модулюдва, регистр 4 кода, первый элемент1индикации 5, второй элемент И 6, элемент И-НЕ 7, первый сумматор 8 по модулю два, второй элемент индикации9, счетчик 10, блок 11 переключателей, первый элемент И 12, ключ 13,генератор 14 тактовых импульсов,третий элемент индикации 15, задатчик16 длины последовательности, четвертый элемент индикации 17. Первыйвыход блока 11 переключателей соединен с первым входом счетчика 1 О, первым входом регистра 1 сдвига и первым входом элемента И-НЕ , выход которого соединен с первым входом первого элемента И 12, второй вход которого соецинен с первым входом первого суьщатора 8 по модулю два, входомчетвертого элемента индикации 17 ивыходом задатчика 16 длины последовательности, входы которого соединеныс соответствующими входами третьегоэлемента индикации 15, и выходамисчетчика 10, второй вход которогосоединен со вторым входом регистра 1.сдвига и выходом первого элементаИ 12, третий вход которого черезключ 13 соединен с выходом генератора 14 тактовых импульсов, Выходы регистра 4 кода соединены со входамиразрядов регистра 1 сдвига, выходысоответствующих разрядов которогосоединены со входами второго сумматора 3 по модулю два, выход которогосоединен с третьим входом регистра 1сдвига, четвертый вход которого соединен с третьим входом счетчика 1 Ои вторым выходом блока 11 переключателей. Выходы разрядов регистра 1сдвига соединены с соответствующимивходами первого элемента индикации5 и входами второго элемента И 6, вы"ход которого соединен со вторым вхо дом элемента И-НЕ 7 и вторым входомпервого сумматора 8 по модулю два,выход которого соединен со входомвторого элемента индикации 9.Регистр 1 сдвига выполнен реверсивным,Задатчик 16 длины последовательности выполнен в виде дешифратора,соответствующий выход которого выбирается переключателем,Генератор псевдослучайных чиселработает следующим образом.1После включения питания генератор 14 тактовых импульсов генерирует последовательность тактовых импульсов. В начальном состоянии в задатчике 16 длины последовательности устанавливается число, равное длине последовательности псевдослучайных чисел, код последнего числа последовательности (111) заносится в регистр 4 кода, на первом и втором выходах блока 11 переключателей устанавливается код "11", обеспечивающий установку счетчика 10 в исхоцное состояние 000. Из-за несовпадения кодов задатчика 16 длины последовательности и счетчика 10 на выходе задатчика 16 длины последовательности устанавливается единичный уровень сигнала, снимающий запрет по второму входу первого элемента И 12. Состояние счетчика 10 отображается на третьем элементе индикации 15. Код "11" с выходов блока 11 переключателей обеспечивает регистру 1 сдвига режим паралглельной записи. По первому тактовому импульсу, пришедшему на второй вход регистра 1 сдвига, код 111 с регистра 4 кода заносится в регистр 1 сдвига, после чего на выходе второго элемента И 6 появляется сигнал логической единицы, который обеспечивает совместно с логической единицей с первого выхода блока 11 переключателей, сигнал логического нуля на выходе элемента И-НЕ 7, запрещающий поступление тактовых импульсов на выход первого элемента И 12, т,е. устройство приведено в состояние, исходное для генерирования последовательности псевдослучайных чисел в обратном порядке, При этом, нулевой уровень сигнала с выхода первого сумматора 8 по модулю два индицируется вторым элементом индикации 9 и служит в данном случае сигналом их исправности. Генерирование обратной последовательности псевдослучайных чисел начинается пос;814 4В исходном состоянии на выходах задатчика 16 длины последовательнос-,. ти л второго элемента И 6 присутствуют сигналы "1 ф и "0" соответственно. В этот момент сигнал "1" на выходе первого сумматора 8 по модулю два свидетельствует о правильной работе устройства, После апуска устройства сигналы на выходах задатчика 16 длины последовательности и элемента И 6 сохраняют свои значения. При пра- вильной работе устройства на последнем такте последовательности эти сигналы одновременно изменяются на противбположные, Сигнал на выходе пер. вого сумматора 8 по модулю два остается равным "1" и индицирует отсутствие константных неисправностей и сбоев (восстанавливающихся неисправностей) в работе устройства. При правильной работе устройства сигналы на выходах задатчика 16 длины последовател.ности и элемента И 6 на последнем такте последовательности одновременно по входам первого элемента И 12 останавливают поступление тактовых импульсов на устройство. При наличии константных неисправностей или сбоев счетчик 10 и регистр 1 сдвига не придут в конечные состояния одновременно, Тот элемент, который придет .в конечное состояние первым, остановит работу устройства, а другой останется в промежуточном состоянии. При этом на входах сумма 1 тора 8 по модулю два будут одинаковые сигналы, и на его выходе появится логический 0, индицирующий неправильную работу.Устройство обнаруживает отказы в цепях тактовых импульсов. При правильной работе устройства его останов производится сигналом с выхода задатчика 16 ддины последовательности. Логический 0 возникает на этом выходе только тогда, когда счетчик 10 отсчитал заданное число тактов. Этот же сигнал индицирует окончание последовательности после выдачи заданного числа псевдослучайных чисел, Отсутствие сигнала окончания последовательности в ожидаемый:момент времени обнаруживает неисправности генератора 14 тактовых импульсов.Неисправности, раздельно возникающие в цепях тактовых импульсов счетчика 10 и регистра 1 сдвига индицируются элементом индикации 9, так как :счетчик 10 и регистр 1 сдвига не при",3 1257ле установления на первом и второмвыходах блока 11 переключателей кода "01", что обеспечивает режим счета счетчика 10 и режим сдвига в обратном направлении регистру 1 сдвига 1, который генерирует с помощьювторого сумматора 3 по модулю двапоследовательность чисел в обратномпорядке. Сигнал логического нуля спервого выхода блока 11 переключателей устанавливает сигнал логическойединицы на выходе элемента И-НЕ 7,обеспечивая этим разрешение на прохождение тактовых импульсов черезпервый элемент И 12, После того,как счетчик 10 отсчитал число тактов,заданное задатчиком 16 длины последовательности, на выходе последнегопоявляется сигнал 0, который повторому входу элемента И 12 останавливает работу устройства в состоянии, исходном для генерирования рабочей последовательности псевдослучайных чисел заданной длины. Этотмомент индицируется элементом индикации 15 конца последовательности.Таким образом, экспериментально определяется состояние регистра 1сдвига,начиная с которого рабочаяпоследовательность закончится кодом111. Это начальное состояние, ви.10зуально наблюдаемое с помощью элемента индикации 5 регистра сдвига,, заносится в регистр 4 кода. Установлением кода "11" на выходах блока 11переключателей устройство приводится 35в состояние, исходное дпя генерирования рабочей последовательности, при,этом код "11" синхронно устанавливает счетчик 10 в состояние 000,которое на выходе задатчика 16 длины 40последовательности устанавливает сигнал "1", а регистру 1 сдвига упомянутый код "1" задает режим, при котором он записывает первый член рабочейпоследовательности из регистра 4 кода. Генерирование рабочей последовательности начинается при установлении на выходах блока 11 переключателей кода "10"После этого по Фронтукаждого тактового импульса счетчик 1050отсчитывает очередной шаг псевдослучайной последовательности, а регистр1 сдвига Формирует с помощью сумматора 2 по модулю два следующее псевдослучайное число,Контроль работы устройства при генерировании рабочей последовательности происходит следующим образом.1257814дут одновременно в конечные состоя- пония. ваЗанесение начального состояния форегистра 1 сдвига в регистр 4 кодаонудобно производить при необходимос 5ти многократного повторения последо- рвательности псевдослучайных чисел.При однократном генерировании после- мдовательности удобнее после выполне- дния обратного хода отключить такто пвые импульсы ключом 13. При этом,прегистр 1 сдвига сохраняет свое сос- дтояние. После этого кодом "11" с вы- эходов блока 11 переключателей уста- ннавливают счетчик 1 О в состояние 15 т000. Схема приведена в исходное ссостояние для генерирования рабочей ппоследовательности, На выходах бло- мка 11 переключателей устанавливаюткод "10" и после замыкания ключа 13 о рначинается генерирование рабочей впоследовательности псевдослучайных ичисел. т Если последний член последовательности должен быть иным, чем 111, то элемент И 6 заменяют дешифратором последнего члена последовательности, который выдает сигнал "1" на своем выходе только при появлении на его входах кода последнего члена последовательности, а в остальных случаях на его выходе присутствует сигнал "0". формула изобретения Генератор псевдослучайных чисел, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, первый сумматор по модулю два, счетчик, первый элемент И, генератор тактовых импульсов, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Ьвышения надежности работы устройстза счет повышения достоверностирмированчя псевдослучайных чисел,содержит второй сумматор по модулю два, регистр кода, первый, втоой, третий и четвертый элементы индикации, элемент И-НЕ, второй элеент И, ключ, задатчик длины послеовательности и блок переключателей,ервый выход которого соединен сервым входом счетчика, первым вхоом регистра сдвига и первым входомлемента И-НЕ, выход которого соедиен с первым входом первого элемена И, второй вход которого соединенпервым входом первого сумматорао модулю два, входом четвертого элеента индикации и выходом задатчикадлины последовательности, входы котоого соединены с соответствующимиходами третьего элемента индикациивыходами счетчика, второй вход коорого соединен с вторым входом регистра сдвига и выходом первого эле мента И, третий вход которого черезключ соединен с выходом генераторатактовых импульсов, выходы регистракода соединены с входами разрядоврегистра сдвига, выходы соответствую щих Разрядов которого соединены свходами второго сумматора по модулюдва, выход которого соединен стретьим входом регистра сдвига, четвертый вход которого соединен с 35третьим входом счетчика и вторым выходом блока переключателей, выходыразрядов регистра сдвига соединеныс соответствующими входами первогоэлемента индикации и входами второгоэлемента И, выход которого соединенс вторым входом элемента И-НЕ и вторым входом первого сумматора но модулю два, выход которого соединенс входом второго элемента индикации.257814 оставитель 10.Бурмистров ехред И. Верес ктор М,Демчик К дактор И,Сегл Заказ 503 Тираж 816 НИИПИ Государственно по делам изобретен 13035, Москва, И, Подписное о комитета СССий и открытии Раушская наб.,оизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная, 4