Счетчик

(56) Авторс9 1116431,Иванов Мный анализ нов (08.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 8. Бюл. )1 33кий инженерно-Физически(57) Изобретение относится к областавтоматики и вычислительной техникиЦель изобретения - расширение функциональных возможностей счетчика.Счетчик содержит М регистров 1, гдеИ - степень образующего многочлена,К групп 2 блоков 3 умножения, К бл.ков 4 деления, К блоков 5 сложения,где 1 с К с И, и элемент И 6. Введении блоков 9 сложения, где 0 п б М-К,и образование новых функциональныхсвязей обеспечивают счетчику возможность счета по любому модулю, не прквышающему 1. , и увеличивают его надежность4 ил, 1422403Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано вустройствах автоматики и вычислительной техники.5Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет обеспечения возможности счетанпо любому модулю, не превышающему Ьи увеличение надежности. 10На фиг.1 дана блок-схема счетчика; на фиг.2 - пример выполнениясчетчика для Ь = 5, К = 1; на фиг.З -таблица соответствия элементов поляСГ(5) содержимому регистров, на 15фиг.4 - таблица переходов устройства.Счетчик (фиг.1), содержащий М регистров 1, где М - степень образующего многочлена, К групп 2 блоков 3 умножения, К блоков 4 деления, К первых 20блоков 5 сложения, где 1 6 К 6 М, элемент И 6, выход которого соединен ссоответствующими входами последнихгрупп входов К первых блоков сложения,оставшиеся группы входовкоторых че- ,25рез соответствующие блоки умножениясоответствующих групп подключены квыходам соответствующих регистров,выходы К первых блоков 5 сложения через соответствующие блоки 4 деления 30соединены с информационными входамипервых К регистров, тактовые и установочные входы регистров соединенысоответственно с тактовым 7 и устано-вочным 8 входами счетчика. Устройст 35во также содержит и вторых блоков 9сложения, где О п й (М-К) выход элемента И соединен с соответствующими.входамн первых групп входов вторыхблоков сложения, вторые группы входовкоторых соединены с выходами соответствующих предыдущих регистров, выходывторых блоков сложения соединены синформационными входами соответствующих последующих М-К регистров, входыэлемента б И соединены с выходамирегистров.Счетчик работает следующим образом,Число регистров счетчика М. определяется степенью образующего многочлена, .коэффициенты которого принадлежат полю Галуа из Ь элементов, где Ь - степень простого числа, степень образующего многочлена определяется, в свою очередь модулем счетчика и наУйходится из выражения М 6 ЬОснову счетчика составляет гене-, ратор Ь-ричных псевдослучайных последовательностей, в состав котороговходят регистры, блоки умножения,сложения и деления в поле Галуа изЬ элементов СГ(Ь). Исходными данными для проектирования собственно генератора являются Ь, К, М, ф(х),где Ь - степень простого числа,К О - целое,-"М - степень образующегомногочлена Ф(х), примитивного надСР(Ь).Генератор функционирует в соответствии с уравнениемЕ + 1) = е) Т,где Я (С ) и 0 ( +1) - векторы, хар актеризующне состояние регистров генератора в момен"ты е,и +1 соответственнофТ - квадратная матрица порядка М,вид которой однозначным образомопределяется образующим многочленомф(х) = ах +а,х +а,х +н+ аа;, а, СР(Ь).В состав генератора входят М регистров, разрядность которых равнаК = 1 оя Ь (величина К должна позволять представлять в двоичном видечисла от Одо Ь). В состав генератора входят также К блоков сложения(БС) в поле СГ(Ь), К блоков деленияв поле СР(Ь), К групп блоков умножения (БУ) в поле СР(Ь). Величины, накоторые происходит умножение и деление в соответствующих БУ и БД, однозначно определяются видом сопровождающей матрицы Т . При К = 1 (фиг.1)величина, на которую происходит умножение в х-м БУ, 3. = 1,М, равна соответствующему коэффициенту а; образующего многочлена Ф(х), величина, накоторую происходит деление в блокеделения (БД), равна а где а, - свободный член Ф(х). БС, БУ и БД представляют собой комбинационные схемы,которые строятся на основе соответствующих им таблиц истинности, которые, в свою очередь, однозначно определяются правилами сложения, умножения и деления в поле СР(Ь), а также соответствием между элементамиополя и содержимым регистров генератора. При Ь = 2 , где РО - целое,Руказанные блоки легко реализуются насумматорах по модулю два, В болеесложных случаях возможна их реализация на основе ПЗУ, В последнем случаекарта загрузки ПЗУ опять же однозначно определяется правилами выполнениясоответствующих операций,Для построения счетчика по произвольному модулю М в устройство дополнительно введено И-К вторых БС и элемент И, а также новые связи. Каждыйиз К первых БС в самом сложном случае, когда все коэффициенты а;, отличны от нуля, имеет И+1 групп входов,причем в каждой группе К-входов.Часть входов последней группы входовпервых и вторых БС (вторые БС всегдаимеют две группы входов) подключается к выходу элемента И.Оставшиеся И групп входов первыхблоков сложения через соответствующиеБУ подключаются к выходам соответствующих регистров. Каждый из блоковумножения и сложения имеет К-входови К-выходов. Если соответствующий коэффициент а, образующего многочленаравен 1, то -й БУ осуществляет умножение на 1, что эквивалентно простойпередаче сигналов с входов на выходыБУ без изменения, Аналогично, еслиа, = 1, то соответствующий БД такжеосуществляет простую передачу сигналов со своих входов на выходы без изменения.Для того, чтобы на выходе элементаИ мог появляться сигнал лог. "1",один из элементов поля СГ(Ь) долженпредставляться в виде комбинации "всеединицы". Конкретный вид соответствиямежду элементами поля СР(Ь) и содержимым регистров никак не влияет наструктуру и характер функционированияустройства. При Ь = 2 комбинациявсе единицы" автоматически соответствует одному из элементов поляСР(2 ). Алгоритм построения синхронногосчетчика по заданному модулю М имеетследующий вид,На основе неравенства Ь ъ М выбирается многочлен Ф(х) степени И,примитивный над СГ(Ь).нЕсли М с Ь 1, то переходим к шагу Ь, в противном. случае синтезсчетчика сводится к построению по известным правилам генератора Ь-ричнойнпоследовательности длиной Ь илиЬ - 1,Моделируем (Ь - М) тактов работынгенератора, соответствующего Ф(х) сначальным состоянием Я(О) = Я,(0)С;(0) Сн(0) = аа"а",где а Е СГ(Ь), з. = 1,И.Определяем состояние Я(Ь - М)(,(Ь - М)Ч;(Ь - М) Ян(Ь" - М) = Ь,е Ь;е Ь, в ко 10 торое должен перейти генератор изсостояния а, а;а", Ь Е СР(Ь).Строим счетчик в соответствии суравнениемО(с + 1) = О Т + г С,15 где С,= ЬС, С; Сн,С - Ь-ричное число, поступающеена соответствующую группувходов -го БС, когда сигнал г = 1;20 г - сигнал, принимающий единичное значение,если генератор находится в состоянииа, аа, где а - элементСР(Ь), которому соответствует кодВсе единицы", С; б СГ(Ь) находятсяиз равенств нгде а; - элементы ТТаким образом, необходимый модуль30 пересчета обеспечивается за счет пропуска генератором некоторых из своихсостояний.На фиг.2 показан пример конкретнойреализации счетчика для случая М =35 23, 1 = 5, Ф(х) = Зх + х + 4примитивный над :Г(5), К = 1.Основу счетчика составляет генератор пятиричной псевдослучайной послендовательности длины Ь - 1 = 24. На40 фиг,З показан один из возможных вариантов соответствия элементов СР(5)и состоЯний регистров генератора и+а, = а = 4. Так как требуемый модульпересчета на единицу меньше периода45 последовательности генератора (который равен числу состояний регистровгенератора), в устройстве должна бытьобеспечена возможность пропуска одного состояния регистров, а именно сос 50 тояния, которое следует сразу за состоянием а,а = 4,41. МоделированиеЬ - М = 2 тактов работы генераторапозволяет определить состояние, которое должно быть пропущено - 1 4, и55 состояние, в которое должен перейтигенератор из состояния 4 4Ь,Ь = (3 11 Отсюда можно найтислагаемые С, и С, которые необходимо подать на соответствукщие группывхс,.:,он БС, чтобы при г = 1 (г = 1,когда регистры 2, и 2 находятся всостоянии аа= 4 4 ) регистрыустройства из состояния 4 41 сразу5гарешли н состояние 3 1, пропустинсостояние 1 41. С = 2. С = 2. Длятого, чтобы на соответствующие входыБС при г = 1 был подан код 101(фиг.З), необходимо первый и третий 10входы соответствующих входов подключить к выходу элемента И, на выходекоторого Формируется сигнал г, а остальные, соотнетствуюа;ие "0 в представлении числа 2, т.е, вторые, подключить к шине лог. "0" (фиг.2). При- 2 или реализации БС на основеПЗУ при Е г 2 подключать к шинеслог. "0" входы, соответствующие "0"в представлении чисел С, нет необходимости. На Фиг, 1 показаны толькосвязи некоторых входов соответствую-щих групп входон БС с выходами элемента И,25Один из блоков 3, умножения, осуществляющий умножение на а, = 1, и блох делания, осущестнпяющий деление-4 = 1 (Фиг.2), показаны пунктиро., так как осуществляют простую пе- З 0 р дачу сигналов со своих входов на ньгко,ы без изменения. Уравнения работы счетчика по мо 2 )1,(1 ь 1) = ГЯ,(е) + 3 Ц (с) + г 2(шой 3)Ц (гь 1) :1 + г 2(гпой 5),О, ,) и 0; (С+1) - содержимое 1.-го регистра н моменты времени С и1+1 соответственно,= 1,2.Формула изобретения Счетчик, содержащий 11 регистров,где И - степень образующего многочлена, К групп блоков умножения, К блоков деления, К первых блоков сложения, где 1( КИ, элемент И, выходкоторого соединен с последней группойвходов К первых блоков сложения, оставшиеся группы входов которых черезсоответствующие блоки умножения соответствующих групп подключены к выходам соответствующих регистров, выходыК первых блоков сложения через соответствующие блоки деления соединеныс информацибнными входами первых Крегистров тактовые и установочныевходы регистров соединены, соответственно, с тактовым и установочнымвходами счетчика, о т л и ч а ю щ и й-,с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей и увеличения надежности, он дополнительносодержит п вторых блоков сложения,где 0 с и(И-К), причем выход элемента И соединен с соответствующимивходами первых групп входов вторыхблоков сложения, вторые группы входовкоторых соединены с выходами соответствующих предыдущих регистров, выходы вторых блоков сложения соединены. с информационными входами соответствующих последующих (Ы-К) регистров,входы элемента И подключены к выходамрегистров,422403 Составитель П.Смирновдактор О.Головач Техред М.Ходанич Корректор И,М одписное аказ 4441/57 еское предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная Производственно-поли Тираж 928 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 035, МоскваЖ, ного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4